• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

物質移動を伴う自然災害の粒子法による災害初期から被害予測までのマルチステージ解析

研究課題

研究課題/領域番号 20J13114
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

MORIKAWA DANIEL SHIGUEO  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードSPH method / Landslide / Multi-physics / SPH / GPU / FSI / Saturated soil / Geomechanics
研究開始時の研究の概要

Mass movement natural disasters, such as landslides and debris flow, are among the greatest challenges of humankind in the 21st century. Due to the complexity of the subject and its large scale, it is unfeasible to study them through physical experiments. Hence, this project aims to develop a numerical tool to simulate such disasters from the forecasting of the occurrence to the prediction of the damage. In this way, it could help decision-makers to establish a safer society under the threat of mass movement natural disasters.

研究実績の概要

The primary objective of my research was to develop computer programs in order to simulate landslide events using a method called Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). With this in mind, I have developed two different techniques that might be applied depending on the initiation process of the landslide: a soil-water strong coupling formulation, when the landslide is initiated by the increase of pore water pressure (e.g., heavy rain events); and a multi-physics approach, when the primary instability source are external forces (e.g., earthquakes). I presented the first method described above in various international conferences and published one paper in Computers and Geotechnics journal. As for the second method, I have submitted one paper to the same journal and it may be soon accepted. In special, the second method is based on the coupling of Solid Mechanics with Fluid Dynamics in a way that can accurately simulate the stress state of the soil as well as the changing of topology, characteristic of Fluid Dynamics. As a result, I was able to simulate the famous Aso landslide as a natural consequence of the earthquake loading applied to it. As far as my knowledge, this is the first time in which this phenomenon was simulated from initiation to propagation with the SPH method.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Soil-water strong coupled ISPH based on u-w-p formulation for large deformation problems2022

    • 著者名/発表者名
      Morikawa Daniel S.、Asai Mitsuteru
    • 雑誌名

      Computers and Geotechnics

      巻: 142 ページ: 104570-104570

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2021.104570

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Coupling total Lagrangian SPH EISPH for fluid structure interaction with large deformed hyperelastic solid bodies2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa Daniel, Asai Mitsuteru
    • 雑誌名

      Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

      巻: 381 ページ: 113832-113832

    • DOI

      10.1016/j.cma.2021.113832

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Explicit incompressible smoothed particle hydrodynamics in a multi-GPU environment for large-scale simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa Daniel、Senadheera Harini、Asai Mitsuteru
    • 雑誌名

      Computational Particle Mechanics

      巻: 8 号: 3 ページ: 493-510

    • DOI

      10.1007/s40571-020-00347-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Smoothed particle hydrodynamics method for landslide problems based on Biot’s formulation and elastoplastic constitutive models2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, D. & Asai, M.
    • 学会等名
      9th edition of the International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incompressible smoothed particle hydrodynamics (ISPH) method for Geomechanics problems2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, D. & Asai, M.
    • 学会等名
      VII International Conference on Particle-based Methods - Fundamentals and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Strong Coupling ISPH Method For Geomechanics Problems2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, D. & Asai, M.
    • 学会等名
      XLII Ibero-Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SPH method simulations for problems involving large deformable elastoplastic bodies2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, D. & Asai, M.
    • 学会等名
      JSME 34th Computational Mechanics Division Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Non Newtonian fluid simulation using a particle method for landslide simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Morikawa Daniel
    • 学会等名
      14th World Congress on Computational Mechanics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupling ISPH method and total Lagrangian SPH method for fluid structure interaction2020

    • 著者名/発表者名
      Morikawa Daniel
    • 学会等名
      3rd international conference on computational Engineering and Science for safety and environmental problems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi