| 研究課題/領域番号 |
21K04272
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
音田 慎一郎 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50402970)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 一般座標系 / 数値モデル / 表面流と浸透流 / 地形変化 / 予測モデル / 越流 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，激甚化する豪雨災害では，河床や河岸を構成する多量の土砂を侵食し，流路が大きく変動する被害が確認されている．そこで本研究では，河川洪水流，地形変化を精度よく予測するため，表面流と浸透流を同時に予測できるデカルト座標系での流体解析モデル，土砂輸送モデルを河道に沿った一般座標系に拡張し，新たな計算力学的アプローチを構築することを目的としている．湾曲水路での横越流，河岸侵食を伴う流路変動現象に数値モデルを適用し，モデルの妥当性を検証する．
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| 研究成果の概要 |
水災害のリスクが高くなってきている中，洪水流の非定常的な挙動と地形変化を予測する高度な計算技術の開発は河川工学的に重要な課題である．本研究では，表面流と浸透流を同時に予測できる一般座標系での３次元流体解析モデルを開発するとともに，土砂輸送モデルと組み合わせ，曲線形状を有する流路の流れと地形変化を精度よく予測する３次元数値解析モデルを構築した．湾曲水路での横越流，多孔質床上のダム破壊流れ，湾曲部流れなどについて流れ解析を行うとともに，連続蛇行水路における砂州形成過程，堤防の越流侵食過程について河床変動解析を行い，モデルの妥当性を検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，水災害のリスクが高くなってきている中，洪水流の非定常的な挙動と地形変化を予測する高度な計算技術の開発は河川工学的に重要な課題である．その際，実際の河川では曲線形状を有していることから，河道に沿った一般座標系を用いることが有用である．本研究では，表面流と浸透流を同時に予測できる一般座標系での３次元流体解析モデルと土砂輸送モデルを組み合わせ，水際・河床近傍の複雑な流れの３次元性と土砂輸送特性を考慮した数値モデルの構築を行った．こうした数値解析モデルの開発，高度化は，適切な河道管理を検討する際のツールとして大きく貢献すると考えられる．
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