| 研究課題/領域番号 |
23K04041
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
中村 友昭 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90569328)
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| 研究分担者 |
趙 容桓 名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (00761082)
水谷 法美 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10209760)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023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 | 波 / 漂砂 / 地盤 / 有効応力 / 数値解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地盤の波浪応答は底質の移動に影響を与える可能性があることが水理実験や数値解析により確認されている．その一方で，波浪場と地盤の圧力・流速の連続性が保障された数値計算モデルは限られており，そのために底質の移動に与える有効応力の影響を検討した研究は十分に行われているとは言い難い．本研究では，有効応力が底質の移動とそれによる地形の変化に与える影響と機構を解明することを目的として，①波浪場と地盤の相互作用が解析できる波浪場・地盤連成モデルの開発，②底質内部の有効応力の影響を考慮した漂砂モデルの提案，③有効応力の観点から見た地形変化機構の解明の3つを柱として研究を実施する．
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| 研究実績の概要 |
地盤の波浪応答は底質の移動に影響を与える可能性があることが水理実験や数値解析により確認されている．一方，地盤の波浪応答を解析できる数値計算モデルとして，これまでに圧密方程式，u-p形式のBiotの式，u-w形式のBiotの式を用いたモデルが開発されてきている．また，それらのモデルでは，波浪場のモデルを用いて地盤の内部の浸透流を含む領域全体を解くType A (All)または波浪場のモデルでは地盤の外側の領域だけを解くType W (Wave)のいずれかを使って，波浪場のモデルと地盤のモデルがカップリングされている．ただし，波浪場と地盤の圧力・流速の連続性が保障された数値計算モデルは限られており，そのために底質の移動に与える有効応力の影響を検討した研究が十分に行われているとは言い難い．
波浪場の下では底質内に有効応力の変動が常に生じており，有効応力の観点から漂砂現象を見直すことは重要であると言える．そこで本研究では，波浪場と地盤の相互作用が解析できる波浪場・地盤連成モデルを構築するとともに，有効応力の影響を考慮した漂砂モデルを提案し，その漂砂モデルを波浪場・地盤連成モデルに組み込む．そして，有効応力が底質の移動とそれによる地形の変化に与える影響と機構を解明することを目的とする．研究期間2年目の2024年度は，Type Aのone-wayとtwo-wayのカップリング手法が行える圧密方程式に基づくPORO-FSSI-FOAM（Liang・Jeng，2021；Zhai・Jeng，2022）をu-p形式のBiotの式に改良し，圧密方程式とu-p形式のBiotの式の違い，one-wayとtwo-wayのカップリング手法の違いの両者の観点から検討した．
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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
当初の研究計画の通り，波浪場・地盤連成モデルの高度化を行うとともに，これまで行われたことのない高度化による影響とカップリング手法の違いによる影響の両者の観点から検討を行った．
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| 今後の研究の推進方策 |
研究期間最終年度の2025年度は，当初の研究計画の通り，構築した波浪場・地盤連成モデルを地盤の波浪応答に関わる現象に適用するとともに，諸条件を変化させた数値実験を行い，地盤の波浪応答が底質の移動に与える影響の評価を行う計画である．
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