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2018 年度 実績報告書

浸透流のダイナミクスを利用した地中の水みち探査

研究課題

研究課題/領域番号 16K15006
研究機関京都大学

研究代表者

藤澤 和謙  京都大学, 農学研究科, 准教授 (30510218)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードパイピング / 浸透流 / 逆解析
研究実績の概要

本研究では,ため池堤体のような水の浸透を受ける土構造物において,漏水の原因となる水みちの経路を非破壊で探査できる技術開発を目標としてきた.この目的に対して,本課題では,浸透水の動的な応答を利用し,構造物内部の水みちの経路を推定する方法の開発を目指した.研究期間においては,実験的研究については,直接経費の減額により制限されたものの,主に以下の研究内容に取り組んだ.
(1)動的な浸透挙動を実験と数値解析の両面から調査し,そのシミュレータを開発する.
(2)土の内部にある水みちを推定する探査手法(逆解析手法)を構築する.
前者については, Darcy-Brinkman式の数値解析,水みち等の流体領域の流れについてはコヒーレント構造モデルを導入したLESの両者をカップリングする数値解析手法の開発に成功した.特に,Darcy-Brinkman式を不飽和領域にまで拡張することに成功し,その数値シミュレーションを実現したことで,水みちの流体領域の流れと土の多孔質領域においては飽和・不飽和浸透流の同時解析が可能となった.
後者の水みちの逆解析手法の開発については,最終年度において,一つの有効な方法の提案に至った.その手法は,ハミルトニアンモンテカルロ法に移動メッシュによる空間変化を組み合わせて,形状推定を行うものである.具体的には,水みちの形状を形状パラメータによって表現し,水頭や流量の観測値を得て,そのパラメータの尤度計算を行う.その尤度からパラメータの事後確率を求め,ハミルトニアンモンテカルロ法によりパラメータの分布(推定値)を得る.推定されたパラメータは空間形状(水みち形状)を表現し,漏水経路の推定を可能とする.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Darcy-Brinkman式の不飽和領域への拡張2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤和謙,村上 章
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 308 ページ: I_27-I_36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Velocity based time-discontinuous Galerkin space-time finite element method for elastodynamics2018

    • 著者名/発表者名
      V. Sharma, K. Fujisawa and A. Murakami
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 58(2) ページ: 491-510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical analysis of coupled flows in porous and fluid domains by the Darcy-Brinkman equations2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujisawa and A. Murakami
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 58(5) ページ: 1240-1259

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental investigation of the critical tractive force of glass beads under upward seepage flow2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujisawa, K. Sugino and A. Murakami
    • 雑誌名

      Scour and Erosion IX

      巻: - ページ: 493-497

  • [学会発表] ハミルトニアンモンテカルロ法による水みちの経路推定2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤和謙,村上 章
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
  • [学会発表] Darcy-Brinkman式の不飽和領域への拡張とその数値解法2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤和謙,村上 章
    • 学会等名
      第23回計算工学講演会
  • [学会発表] Effect of upward seepage flow on critical tractive force of a cohesionless soil material2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Arif Hossain Jewel, Kazunori Fujisawa, Akira Murakami
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] 弾性波探査解析に粒子フィルタを適用した土構造物内の劣化箇所の位置および形状の推定2018

    • 著者名/発表者名
      高松亮佑,村上 章,中畑和之,藤澤和謙,種子永栄輝
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] 3次元粒子―流体連成計算による粘性土の侵食モデル2018

    • 著者名/発表者名
      岡田紘明,福元 豊,森田健太郎,藤澤和謙,村上 章
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] 鉛直上向き浸透流の作用する非粘着性材料の限界掃流力についての2次元LBM-DEMシミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      森田健太郎,福元 豊,藤澤和謙,村上 章
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
  • [学会発表] 砂粒子と間隙水を直接解いた2次元液状化シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      北尾朋広,福元 豊,藤澤和謙,村上 章
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
  • [学会発表] Experimental investigation of the critical tractive force of glass beads under upward seepage flow2018

    • 著者名/発表者名
      K. Fujisawa, K. Sugino and A. Murakami
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Sour and Erosion
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学農学部施設機能工学分野

    • URL

      http://www.agrifacility.kais.kyoto-u.ac.jp/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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