| 研究課題/領域番号 |
22K20447
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
福井 信気 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (70962306)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022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 | 市街地浸水 / 高潮 / 建物モデル / 質量保存則 / 浸水 / 越流 / シームレス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
台風襲来時の海域では高潮と高波が生じ，これらが堤防を乗り越えることで陸域浸水が発生するが，各物理過程の相互作用の考慮の必要性，計算負荷・安定性や対象領域の広さに関わる問題により，一連の現象を包括的に表現するモデルは開発されていない．本研究では，各過程における支配方程式を統一することで，浅海域での高潮の発生から陸域浸水までシームレスに解くモデルを構築する．支配方程式では表現不可能な海陸境界周囲の堤防・建物の効果は項の追加や補正によるサブモデルとして考慮し，直接数値計算による理想化数値実験や水理実験の結果を用いて検証する．
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| 研究実績の概要 |
当該年度では，支配方程式では表現不可能な建物の効果をサブモデルとして構築した．具体的には，運動量保存則において計算格子内の建物を抗力の反作用として流体場にフィードバックする建物モデルiDFM(Fukui et al., 2022)について質量保存則への建物情報のフィードバックを実施し，高度化を行った．まず，3D都市モデルPLATEAUにおける建物形状データおよび中央防災会議による地形データを用いて建物を含む高解像度地形を作成した．続いて，数値計算において高解像度地形をもとに計算格子内における水体積比率を毎計算ステップ求め，質量保存則へと反映させた．検証として，縮小市街地浸水実験によって得られた浸水範囲及び浸水深を検証データとして，実験結果及び高解像度地形を用いた浸水計算と改良後iDFMを用いた浸水計算を行い，建物による局所的な水位上昇を再現した．さらに，2019年台風19号擬似温暖化実験結果(Kawase et al.,2020)による気圧風速場の時系列を用いて東京都墨田区を対象とした高潮浸水計算を行い，高解像度地形を用いた計算を参照値として比較検討を行った．結果として，計算格子内の建物による水の排除が考慮されて水位が上昇し，従来のiDFMや一般的に用いられる領域粗度モデルよりも浸水深及び浸水範囲の精度が向上した．以上より，当該研究計画におけるサブモデルの一つである建物モデルの構築を達成することができた．次年度は，当初の予定であった支配方程式の統一及び堤防のサブモデル化を行い，iDFMと結合することで浅海域での高潮の発生から陸域浸水までシームレスに表現するモデルを構築予定である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
サブモデルの一つである建物モデルの構築を達成した．
次年度行う支配方程式の統一や堤防モデルの構築へも準備が進みつつあるので，概ね順調に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は，当初の予定であった支配方程式の統一及び堤防のサブモデル化を行い，建物モデルiDFMと結合することで浅海域での高潮の発生から陸域浸水までシームレスに結合するモデルを構築予定である．
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