| 研究課題/領域番号 |
22K14964
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 東京科学大学 |
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研究代表者 |
友部 遼 東京科学大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90880005)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 植物-地盤相互作用 / 有限要素法 / 数値計算 / 農業水理施設 / 根-土接触面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物の茎葉や根系 は，その一部を損失しても全体としての機能低下が生じにくく，また構造を低コストかつ迅速に逐次増強することが容易な極めてレジリエントな構造を有している．他方で，農業水利施設 はその機能に対して極めてシビアな要求があるにもかかわらず，農村に点在することから地震災害や気象災害により度々その一部が損壊し，その機能低下が問題となる．そこで，本研究では， 植物が獲得してきた力学的最適化メカニズムを農業水利施設設計に利活用するための，物理数値シミュレーション基盤を創出することを目的とする
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，植物が獲得してきた力学的最適化メカニズムを農業水利施設設計に利活用するための，物理数値シミュレーション基盤を創出することにある．
より具体的に，本研究は，(1)動力学に基づく植物-地盤系の数理モデルの構築，(2)有限要素法による物理数値シミュレータの開発，および(3)シミュレータを用いた，植物構造の減衰機構の探究，の3点を行っている．
本年度については，(1)として，まずこれまでに開発したOverset-Mesh Schemeの実問題への適用に成功した．加えて，(2,3)については，行列指数関数とデジタルフィルタを用いた新たな時間積分スキームを開発するとともに，実問題へ適用して植物体および地盤を伝搬する波動の減衰振動シミュレーションに成功し，本研究の主目的を達成するに至った．また，地盤-植物界面に対して適用することや，地盤の大変形問題に対しても適用することを目指して，数理モデルの改良を行っている．以上の成果は，査読付き研究論文2編，査読付き国際会議プロシーディングス1編，国際会議発表1件により発信されている．
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画を前倒しして達成しているのみならず，国際的に成果を発信することにも成功したため．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，引き続き成果を国内外に発信するとともに，地盤工学・地震工学・植物力学の幅広い領域に波及効果を与えるため，応用研究にも注力する予定である．また，模型試験を用いた検証や，大変形問題に適合する数値解析スキームの開発へと研究を展開してゆく予定である．
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