| 研究課題/領域番号 |
20K04703
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
横嶋 哲 静岡大学, 工学部, 准教授 (80432194)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | キャノピー流れ / 抗力モデル / undisturbed flow / 計算流体力学 / 機械学習 / Undisturbed flow / 巨視的抵抗則 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植生/森林/都市キャノピー流れや微小粒子混相流の工学的予測には巨視的な抗力モデルの利用が不可欠であるものの、そのモデルパラメータである代表速度として用いられるべきundisturbed flowは一般に自明でないことが、ボトルネックとしてその精度向上を妨げている。本研究はこの問題の解消を目指すもので、カノニカルな系を対象として信頼性の高い数値シミュレーションを行い、undisturbed flowを直接的に算出することによって、(i)その基本的性質の理解、(ii)その有用性の実証、および(iii)その簡易推定法の確立、を目指す。
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| 研究成果の概要 |
障害物を過ぎる流れは遍在し、その予測には抗力モデルが広く利用されるものの、任意の障害物群に対して適切な抗力係数をどう与えるかという本質的な困難を伴う。本研究では抗力モデルの代表速度にundisturbed flowを用いることの有用性や問題点を、円柱群を過ぎる開水路流れを対象として検討した。結果はundisturbed flowを考慮することの妥当性と、流れの非平衡性が強い領域での抗力モデルの限界を示した。Undisturbed flowの直接評価は実用的ではないため、disturbedされた流れ場からのundisturbed flowの効率的推定法の確立が今後の大きな課題となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
何等かの障害物を過ぎる流れの高精度かつ高効率な予測に対する需要は非常に大きく、抗力係数を利用したアプローチはその有力手法であるものの、任意の障害物群に対して適切な抗力係数を設定できる一般的方法は未だ得られていない。本研究はその鍵となる代表速度に関して検討したもので、undisturbed flowの有用性を示した。本研究結果は関連研究に大きなインパクトを有し、今後のundisturbed flowの活用や効率的推定に関する新たな研究の活性化が期待できる。
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