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汎用数値雪崩モデルの構築と雪崩減勢工設計手法の最適化

研究課題

研究課題/領域番号 24651205
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 自然災害科学
研究機関北海道大学

研究代表者

木村 一郎  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60225026)

研究分担者 清水 康行  北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (20261331)
連携研究者 平島 寛行  独立行政法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究センター, 主任研究員 (00425513)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード雪崩 / 雪氷災害 / 数値解析 / 粒子法 / MPS / 減勢工
研究成果の概要

本研究は雪崩のダイナミズムをシミュレートする「数値雪崩モデル」の構築を行うとともに,これを用いた雪崩減勢工の最適設計法を提案するものである.雪崩運動の物理的特徴は雪物性の不確定性に起因する運動形態の時空間的複雑性にある.このため煙型雪崩,流動型雪崩などの異なる運動形態が存在し,単一モデルによるアプローチは困難とされてきた.本研究は,これらの困難を粒子法の一種であるMPS法をベースに独自の工夫を施すことで克服し,雪崩運動を統一的に記述し定量的予測を可能とする汎用数値雪崩モデルを構築した.このモデルを,代表的な雪崩減勢工の基本形周辺の粒子流に適用し,実験結果等と比較することでその妥当性を示した.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Granular Flow Past Simple Obstacles using the SPH Method2015

    • 著者名/発表者名
      Abdelrazek A.M., Kimura I., and Shimizu Y. 2015.
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      巻: 71(4)

    • NAID

      130005123628

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison between SPH and MPS Methods for Numerical Simulations of Free Surface Flow Problems2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrazek A.M., Kimura I., and Shimizu Y.
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      巻: 70(4)

    • NAID

      130005070154

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Snow Avalanches as a Bingham Fluid Flow Using SPH method2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrazek A.M., Kimura I., and Shimizu Y.
    • 雑誌名

      River Flow 2014

      巻: - ページ: 1581-1587

    • DOI

      10.1201/b17133-210

    • ISBN
      9781138026742, 9781498704427
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of a small-scale snow avalanche tests using non-Newtonian SPH model2014

    • 著者名/発表者名
      Abdelrazek A.M., Kimura I., and Shimizu Y.
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 70 号: 2 ページ: I_681-I_690

    • DOI

      10.2208/jscejam.70.I_681

    • NAID

      130004961363

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] COMPARISON BETWEEN SPH AND MPS METHODS FOR NUMERICAL SIMULATIONS OF FREE SURFACE FLOW PROBLEMS2014

    • 著者名/発表者名
      Ahmed M. ABDELRAZEK, Ichiro KIMURA, Yasuyuki SHIMIZU
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser.B1 (Hydraulic Engineering)

      巻: Vol.70, No.4 ページ: 67-72

    • NAID

      130005070154

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] REFINEMENT OF MPS METHOD FOR SIMULATING AVALANCHES2014

    • 著者名/発表者名
      Kentaro YELLIN, Yoshiki SAITO, Takuma, TAKAGI, Ichiro KIMURA, Masaya OTSUKI, Evgeny ISENKO and Yasuyuki SHIMIZU
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser.B1 (Hydraulic Engineering)

      巻: Vol.70, No.4 ページ: 433-438

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 雪崩減勢工の合理的設計に向けたMPS数値雪崩モデルの改良2013

    • 著者名/発表者名
      イエリン賢太郎・斎藤佳彦・木村一郎・大槻政哉・イセンコエフゲニー・清水康行
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: Vol.29 ページ: 4-9

    • NAID

      40020302075

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fefinement of MPS method for practical application to snow avalanches2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Saito, Hirotaka Kato, Masaya Otsuki, Ichiro Kimura, Yasuyuki Shimizu
    • 雑誌名

      Annals of Glaciology

      巻: Vol.53, No.61 号: 61 ページ: 13-21

    • DOI

      10.3189/2012aog61a014

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Simulation of rapid free-surface granular flows around a circular cylinder using the SPH method2015

    • 著者名/発表者名
      Abdelrazek A.M., Kimura I., and Shimizu Y
    • 学会等名
      RCEM2015
    • 発表場所
      Iquitos, Peru
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The effect of particle size on the accuracy of PMS in simulation of avalanch2014

    • 著者名/発表者名
      Eriko Kakegawa, Yasuyuki Shimizu, Ichiro Kimura, Yoshihiko Saito and Evgeny Isenko
    • 学会等名
      International Snow Science Workshop 2014, A Merging of Theory and Practice
    • 発表場所
      Banff, Alberta, Canada
    • 年月日
      2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 雪崩減勢工の合理的設計に向けた数値解析モデルの改良2013

    • 著者名/発表者名
      イエリン賢太郎・斎藤佳彦・木村一郎・大槻政哉・イセンコエフゲニー・清水康行
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 雪崩減勢工の合理的設計に向けたMPS数値雪崩モデルの改良

    • 著者名/発表者名
      イエリン賢太郎・斎藤佳彦・木村一郎・大槻政哉・イセンコエフゲニー・清水康行
    • 学会等名
      第29回寒地技術シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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