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超巨大台風下の高潮に対する沿岸都市強靭化戦略としての防潮堤の設計革新

研究課題

研究課題/領域番号 18H03796
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

後藤 仁志  京都大学, 工学研究科, 教授 (40243068)

研究分担者 鈴木 高二朗  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (50360764)
Khayyer Abbas  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80534263)
鶴田 修己  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (30747861)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 38,350千円 (直接経費: 29,500千円、間接経費: 8,850千円)
キーワード数値波動水槽 / 粒子法 / 大規模模型実験 / 高潮氾濫 / 超巨大台風
研究成果の概要

超巨大台風下の高潮に対する防潮堤の設計革新のためのシミュレーションツールとして,高精度粒子法に基づく数値波動水槽の開発・改良を行った.具体的には,[1]粒子法の最大の弱点である圧力ノイズの画期的低減を可能とするための高精度粒子法の高度化,[2]DEM型固液混相流モデルの改良による剛体・流体連成計算の効率化,[3]局所3次元計算のための半陰解法型並列計算コードの開発を実施し,コードの性能を実験を通じて検証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

レベルII(1000年の1度の確率)の巨大高潮では,同規模の津波と同様に防潮堤の越水は必至である.高潮の越水は海面上昇と強風による高波が重なった過酷な波浪条件となるが,防潮堤の計画・設計に不可欠な動力学的なメカニズムを詳細に取り込める高度な数値波動水槽を開発したことが,本研究の学術的・社会的意義である.また,数値波動水槽の核となる高精度粒子法の計算手法の新規開発の学術的意義も大きい.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 2件、 査読あり 29件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 河海大学(Hohai University)(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] シェフィールド大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A coupled incompressible SPH-Hamiltonian SPH solver for hydroelastic FSI corresponding to composite structures2021

    • 著者名/発表者名
      Abbas Khayyer, Yuma Shimizu, Hitoshi Gotoh, Ken Nagashima
    • 雑誌名

      Applied Mathematical Modelling

      巻: 94 ページ: 242-271

    • DOI

      10.1016/j.apm.2021.01.011

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-resolution ISPH-SPH for accurate and efficient simulation of hydroelastic fluid-structure interactions in ocean engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Abbas Khayyer, Yuma Shimizu, Hitoshi Gotoh, Shunsuke Hattori
    • 雑誌名

      Ocean Engineering

      巻: 226 ページ: 108652-108652

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2021.108652

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vertical sorting process in oscillating water tank using DEM-MPS coupling model2021

    • 著者名/発表者名
      Tazaki Takumi、Harada Eiji、Gotoh Hitoshi
    • 雑誌名

      Coastal Engineering

      巻: 165 ページ: 103765-103765

    • DOI

      10.1016/j.coastaleng.2020.103765

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Wavy Interface model for wave generation by the projection-based particle methods2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuruta Naoki、Khayyer Abbas、Gotoh Hitoshi、Suzuki Kojiro
    • 雑誌名

      Coastal Engineering

      巻: 165 ページ: 103861-103861

    • DOI

      10.1016/j.coastaleng.2021.103861

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An enhanced multiphase ISPH-based method for accurate modeling of oil spill2020

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yuma、Khayyer Abbas、Gotoh Hitoshi、Nagashima Ken
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Journal

      巻: 62 号: 4 ページ: 625-646

    • DOI

      10.1080/21664250.2020.1815362

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical investigation of ripple in oscillating water tank by DEM-MPS coupled solid?liquid two-phase flow model2020

    • 著者名/発表者名
      Harada Eiji、Tazaki Takumi、Gotoh Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Hydro-environment Research

      巻: 32 ページ: 26-47

    • DOI

      10.1016/j.jher.2020.07.001

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiphase particle method using an elastoplastic solid phase model for the diffusion of dumped sand from a split hopper2020

    • 著者名/発表者名
      Ikari Hiroyuki、Yamano Takashi、Gotoh Hitoshi
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: 208 ページ: 104639-104639

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2020.104639

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 波高のみを境界条件とする新しい造波モデルの粒子法型数値波動水槽への適用2020

    • 著者名/発表者名
      鶴田修己,後藤仁志,Abbas Khayyer,鈴木高二朗
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_7-I_12

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_7

    • NAID

      130007935887

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三次元粒子法型数値波動水槽を用いた防波堤堤頭部における巨大津波流れに関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      久保田博貴,鶴田修己,千田優,朝比翔太,遠山憲二,鈴木高二朗
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_283-I_288

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_283

    • NAID

      130007935821

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多数粒子群の突入による水面波発生解析における固液間相互作用モデルの検討2020

    • 著者名/発表者名
      五十里洋行・後藤仁志・樋口優一・長田直樹
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_25-I_30

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_25

    • NAID

      130007935843

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海岸堤防裏法被覆ブロック孔部からのフィルター材の吸出しに関する数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      五十里洋行・後藤仁志・丹羽元樹・藤原聖史
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_871-I_876

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_871

    • NAID

      130007935876

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of pressure calculation in projection-based particle methods by incorporation of background mesh scheme2019

    • 著者名/発表者名
      Lizhu Wang, Abbas Khayyer, Hitoshi Gotoh, Qin Jiang, Changkuan Zhang
    • 雑誌名

      Applied Ocean Research

      巻: 86 ページ: 320-339

    • DOI

      10.1016/j.apor.2019.01.017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 陰的弾性構造解析手法を用いた完全Lagrange型流体-構造連成解析に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      SHIMIZU Yuma、KHAYYER Abbas、GOTOH Hitoshi
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_799-I_804

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_799

    • NAID

      130007730279

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三次元高精度粒子法による海岸堤防裏法肩被覆ブロック離脱過程の数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      IKARI Hiroyuki、GOTOH Hitoshi、KOBAYASHI Yuji、FUJIWARA Satoshi
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_853-I_858

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_853

    • NAID

      130007730333

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation for sediment transport using MPS-DEM coupling model2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Harada, Hitoshi Gotoh, Hiroyuki Ikari, Abbas Khayyer
    • 雑誌名

      ADVANCES IN WATER RESOURCES

      巻: 129 ページ: 354-364

    • DOI

      10.1016/j.advwatres.2017.08.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation for sediment transport in sheetflow regime using DEM-MPS2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Harada, Hiroyuki Ikari, Yuma Shimizu, Hitoshi Gotoh
    • 雑誌名

      International Conference on Asian and Pacific Coasts

      巻: APAC 2019 ページ: 463-470

    • DOI

      10.1007/978-981-15-0291-0_64

    • ISBN
      9789811502903, 9789811502910
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 防波堤被覆工の被害軽減を図る水塊落水位置調整機構の提案と応用2019

    • 著者名/発表者名
      IKEUCHI Masatoshi、HOSOYAMADA Tokuzo、SUZUKI Kojiro、TSURUTA Naoki
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_901-I_906

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_901

    • NAID

      130007730359

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 設計値を超える潮位・高波作用時の護岸における越波越流とマウンド透過波に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      OKADA Kiyohiro、SUZUKI Kojiro、TSURUTA Naoki
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_745-I_750

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_745

    • NAID

      130007730314

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A projection-based particle method with optimized particle shifting for multiphase flows with large density ratios and discontinuous density fields2019

    • 著者名/発表者名
      Abbas Khayyer, Hitoshi Gotoh, Yuma Shimizu
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: 179 ページ: 356-371

    • DOI

      10.1016/j.compfluid.2018.10.018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of PARISPHERE as the particle-based numerical wave flume for coastal engineering problems2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tsuruta, Hitoshi Gotoh, Kojiro Suzuki, Hiroyuki Ikari, Kenichiro Shimosako
    • 雑誌名

      Coast Engineering Journal

      巻: 61 号: 1 ページ: 41-62

    • DOI

      10.1080/21664250.2018.1560683

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-resolution MPS for incompressible fluid-elastic structure interactions in ocean engineering2019

    • 著者名/発表者名
      Abbas Khayyer, Naoki Tsuruta, Yuma Shimizu, Hitoshi Gotoh
    • 雑誌名

      Applied Ocean Research

      巻: 82 ページ: 397-414

    • DOI

      10.1016/j.apor.2018.10.020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation for swash morphodynamics by DEM-MPS coupling model2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Harada, Hiroyuki Ikari, Abbas Khayyer, Hitoshi Gotoh
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Journal

      巻: 61 号: 1 ページ: 2-14

    • DOI

      10.1080/21664250.2018.1554203

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a projection-based SPH method for numerical wave flume with porous media of variable porosity2018

    • 著者名/発表者名
      Abbas Khayyer, Hitoshi Gotoh, Yuma Shimizu, Kohji Gotoh, Hosein Falahaty, Songdong Shao
    • 雑誌名

      Coastal Engineering

      巻: 140 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1016/j.coastaleng.2018.05.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 土運船による投下土砂の堆積形状予測に対する高精度固液混相型粒子法の適用性2018

    • 著者名/発表者名
      五十里洋行,後藤仁志,小林祐司,小西晃大
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_43-I_48

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_43

    • NAID

      130007504028

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MLSによる応力補正を導入した弾塑性粒子法によるケーソン防波堤の津波越流洗掘解析2018

    • 著者名/発表者名
      五十里洋行,後藤仁志,松島良太郎,丹羽元樹
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_157-I_162

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_157

    • NAID

      130007504089

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高精度粒子法を用いた防波堤の津波越流洗掘のための粒子堆積モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      鶴田修己,Abbas Khayyer,後藤仁志,鈴木高二朗
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_151-I_156

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_151

    • NAID

      130007504093

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DEM-MPS法による砕波帯漂砂過程の3次元計算2018

    • 著者名/発表者名
      原田 英治、五十里 洋行、後藤 仁志、居村 光孝、清水 裕真
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_751-I_756

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_751

    • NAID

      130007504101

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 防波堤マウンド越流洗掘過程に関する水理実験及び数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      清水 裕真、原田 英治、五十里 洋行、後藤 仁志、伊賀修平
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_349-I_354

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_349

    • NAID

      130007504038

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical investigation of the morphological dynamics of a step-and-pool riverbed using DEM-MPS2018

    • 著者名/発表者名
      Eiji Harada、Hiroyuki Ikari、Yuma Shimizu、Abbas Khayyer、Hitoshi Gotoh
    • 雑誌名

      Journal of Hydraulic Engineering

      巻: 144 号: 1 ページ: 04017058-04017058

    • DOI

      10.1061/(asce)hy.1943-7900.0001392

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://particle.kuciv.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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