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開水路中に設置された構造物に作用する定常流による抗力及び揚圧力の数値流体解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K04426
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関東京電機大学 (2020)
東京大学 (2018-2019)

研究代表者

小山 毅  東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (50572608)

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
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード数値流体解析 / 洪水 / 津波 / 開水路 / 揚圧力 / 抗力 / フルード数 / 閉塞率 / 乱流モデル
研究成果の概要

本研究の目的は数値流体解析手法を用いて,準定常状態に達した津波および河川堤防の決壊・越流によって生じた氾濫流が構造物に及ぼす抗力及び揚圧力を評価し,適切な解析手法を確立することである. 大型並列計算機を用いた有限体積法による3次元解析および開発実装した非静水圧分布を考慮した浅水方程式を用いた2次元平面数値流体解析ソルバーを用いて,開水路中の自由表面流れにさらされた角柱形状構造物の流況を精緻に評価し,フルード数, 閉塞率が抗力・揚圧力に及ぼす影響を評価する.

研究成果の学術的意義や社会的意義

関東東北豪雨(2015),西日本豪雨(2018),令和元年東日本台風による集中豪雨(2019),令和2年7月豪雨(2020)と近年集中豪雨が増加傾向にあり,増水により河川が氾濫し,堤防が決壊した際の住宅等の建築構造物への被害は甚大である.このような氾濫流によって建築や住宅が滑動・流出する被害を防止し,耐水対策を講じるために流れが構造物に及ぼす水平力や揚圧力を評価する必要がある.本研究はこのような力を数値計算によって評価する手法を提案する点で大きな社会的意義を有する.

報告書

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

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] EVALUATION OF LATERAL FORCE ON A SQUARE CYLINDER FIXED IN CHANNEL FLOW USING NON-HYDROSTATIC SWE EQUATIONS2020

    • 著者名/発表者名
      KOYAMA, TSUYOSHI
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 開水路に設置された角柱に作用する定常流による水平力の抗力係数に及ぼす流出境界条件の影響2020

    • 著者名/発表者名
      小山毅
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(関東)学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲート急開による遡上津波水槽実験 のOpenFOAM数値流体解析2019

    • 著者名/発表者名
      小山毅
    • 学会等名
      2019年度日本建築学会大会(北陸)学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 開水路定常流を受ける角柱に作用する抗力に及ぼす フルード数及び閉塞率の影響に関する水理学的考察2018

    • 著者名/発表者名
      小山毅
    • 学会等名
      日本建築学会大会(東北)学術講演会・建築デザイン発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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