研究課題
1.既往のSPH型粒子法数値解析モデルに各種改良を施すことにより,粒子分割による誤差を低減し、かつ水際での流れ場を精度良くシミュレートし、小さな深度でも良好な計算結果を得ることができる保存的粒子分割手順を構築することに新規に成功した。2.固体壁境界に近い粒子に対して、カーネル関数の0次のモーメントをできるだけ1に近づけるために、修正仮想境界(MⅤB)法を適用することによって、壁面などの閉境界領域の各種現象をシミュレートすることを可能とした。3.固体壁境界条件のために導入されたゴースト粒子法と,鏡面粒子法を組み合わせることにより、モデルの境界に開放境界条件を組み込むことに成功した。この機能により、反射波を起こさずに入射波を計算領域の境界線を越えて透過させることが可能となった。さらに、速度境界条件と圧力境界条件の異なる組み合わせも可能となった。4.モデルの検証を行うため、本研究で開発した改良型SPHモデルを奥尻津波(Japan、1993)をスケーリングした実験室モデル(スケール1:400)に適用した。なお,この計算で用いた実験のデータセットは、第3回長波遡上モデルワークショップウェブサイトで入手可能である。本モデルによる数値シミュレーション結果は、実験データと詳細に比較し検討された。これより、実験とシミュレーションの一致性は極めて良好であり、本計算手法の津波現象に対する高い適用性が示唆された。
2: おおむね順調に進展している
SPH法を津波のシミュレーションに適用とする際,既往のモデルでは弱点となるモデル要素を抽出し,そのほぼ全てにおいてモデルの改良を実施したこと,また,改良モデルの予測精度が良好であることを確認できたこと,実スケールの津波における実用的精度と計算負荷の担保が確認されたことなどからおおむね順調に進展していると判断した.
津波シミュレーションモデルのベースとなる部分はほぼ完成したと判断する.今後はより幅広い条件でモデルの適用を実施し,その有用性を検証していく.適用の対象範囲は実験室スケール,実スケールを含む.また,本モデルを援用した津波ハザードマップの構築などについても検討を進める.また津波における水の移動だけでなく,土砂の移動にも着目し,水ー土砂混相流問題への展開についても視野に検討を進める.
すべて 2017 2016
すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)
Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)
巻: 73(4) ページ: 319-324
E-proceedings of the 37th IAHR World Congress August, 2017, Kuala Lumpur, Malaysia
巻: 1 ページ: 1-6
土木学会論文集 A2(応用力学), Vol. 72, No. 2 (応用力学論文集 Vol. 19), I_495-I_504, 2016.
巻: 19 ページ: 295-504
Doi:10.2208/jscejam.72.I_495
Scour and Erosion, Harris, Whitehouse & Moxon (Eds) 2016 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-02979-8
巻: 1 ページ: 61-67