| 研究課題/領域番号 |
15K06232
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
牛島 省 京都大学, 学術情報メディアセンター, 教授 (70324655)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | マルチフェイズ数値解法 / 津波 / 漂流物 / 流体構造連成 / 並列計算 |
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| 研究実績の概要 |
平成２７年度は、津波氾濫流が発生した際に、沿岸市街地において２次的な災害を引き起こす多数の漂流物の挙動を予測する数値解法の検討を行った。具体的には、以下のように、マルチフェイズ数値解法をの改良を行うとともに、水理模型実験結果との定量的な比較を行い、その有効性を検討した。
本研究の数値解析手法の特徴として、流体・固体間の力学的な相互作用を抗力係数などの経験定数を用いずに、多相場の圧力および粘性項から直接計算していること、また任意形状の固体の衝突を扱えることが挙げられる。既往研究により、建物間に浸入する自由水面流れの状況や、浮体の安定・不安定、複雑形状物体に作用する流体力などが実験結果等と同様に計算できることが確認されている。また、MPIを利用して、3次元領域分割法により並列化されており、大規模な計算を行うことができる。平成２７年度は、津波が遡上する地表面形状や、複雑に配置される建物群などの数値的な取り扱いに対する改良を加え、津波漂流物とそれらの接触をより効率的に計算できるようにした。
平成２７年度に採択された、京都大学防災研究所の一般共同研究（課題番号:27G-04）を通じて、津波再現水槽と1/250スケールの市街地模型を利用し、津波漂流物の輸送状況を把握する水理実験を京都大学防災研究所との連携のもとで実施した。この水理実験を対象として、上記の数値解法による計算を行い、それらの結果を比較した。その結果、多数の漂流物が建物群の間を通過して輸送される際の経路や空間的な分布について、比較的良好な計算結果が得られることが確認された。
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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
沿岸市街地模型を利用した津波漂流物実験を実施して、計算手法の有効性について、実験結果との比較を行うことができた。その結果、計算手法の有効性が実証できたので、有用な研究成果が得られたと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２７年度に検討を加えたマルチフェイズ数値解法を実スケールの問題へ適用できるように、乱流の扱いなどについてさらに検討を加える。また、地熱を利用する再生可能エネルギー問題や津波以外の防災問題にも適用できるよう、熱や圧縮性などを考慮した新しい解法を開発する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究を計画通り進め、予算を使用した結果、24,643円分のみが平成２７年度に残ったため、次年度使用額が発生しました。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額は、平成２８年度予算と比較すれば少額であるため、当該年度の研究計画に従い、直接経費の中で使用する予定である。
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