| 研究課題/領域番号 |
21K04278
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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 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
長山 昭夫 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40621438)
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| 研究分担者 |
田中 智行 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (20452609)
柳川 竜一 香川高等専門学校, 建設環境工学科, 准教授 (70649095)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 津波波力 / 戻り流れ / ビル構造物 / 遡上津波 / 模型実験 / 遡上津波波圧 / 共通化接続インターフェイス / OpenFOAM / OpenModelica / Co-simulation / 津波波圧 / FMI / 破壊 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、被災想定に限界を迎えつつある従来の手法から脱却し、遡上津波波圧による沿岸域構造物群の破壊過程を解明しようとするものである。
目的達成のために十分な分解能と計算領域をカバーしながら計算負荷を抑えるために、共通化接続インターフェイス(FMI)に着眼し、1)NS方程式の乱流成分を平均化したレイノルズ平均方程式の解法に有限体積法(FVM)、自由表面解析にVOF法を用いた流体解析ライブラリOpenFOAMと、2)マルチフィジックス法とパリス則に基づいた亀裂進展の解法に有限要素（FEM）を用いたCode_Asterによる連成計算を実施する。
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| 研究成果の概要 |
東北地方太平洋沖地震で発生した地震津波は東北から関東の沿岸域で遡上し市街地の構造物群を破壊した．その後の調査では、従来の浸水深を基礎とした被災想定と現実の被災状況は大きく異なることが指摘された．以上の背景を受け本研究は，大型波動水槽を利用しビル構造物の開口部を変化させた場合の模型実験を行い、池谷らが提案している開口影響を考慮した陸上構造物に作用する津波持続荷重の推算式に修正項を追加し，戻り流れ時の作用波力の推算が可能かについて検討を行った.その結果，構造物前後での物理量に加えて側面での流速から構造物内部抵抗を従来の算定式に追記することで推算精度が向上したことを明らかにした.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
東北地方太平洋沖地震で発生した地震津波は東北から関東の沿岸域で遡上し、沿岸域の構造物群を破壊した。その後の被災調査では、従来の浸水深を基礎とした被災想定と現実の被災状況は大きく異なることが指摘された。以上より、本研究は従来の開口影響を考慮した陸上構造物に作用する津波持続荷重の推算式に修正項を追加し，戻り流れ時の作用波力の推算の高精度化に関して一定の成果を得た点に学術的意義がある。また本研究の成果は、巨大地震津波の遡上津波による構造物群の被災推定の高精度化に繋がり、被災後の迅速な復興活動に質する基礎的な情報を提供できる点に社会的な意義がある。
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