| 研究課題/領域番号 |
16K18190
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
小幡 昭彦 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (30433147)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 津波荷重 / 津波波力 / 建築構造物背面 / 水理実験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、水路実験から建物背面に回り込む津波の流速、浸水深を観察し、津波波力に及ぼす影響について検討する。通常、自由流出による水路実験では、発生させる津波は津波高さに比べて流速が速い射流となることが一般的で、流量が小さく、津波の継続時間が短い。それが建物背面へと差し掛かると背面に回り込む前に剥離し、建物背面への回り込み現象の再現を困難にする。建物背面の津波性状を観察するためには、実験時に津波が建築物背面に回り込むための十分な流量を確保し、継続時間を増やす必要がある。平成２８年度の研究では、建築物前面および背面の流速、浸水深を計測することで、建物背面の津波の基本的な性状を確認した。また、貯水量を大幅に増加させた実験を行い、津波の持続時間を長くすることが可能であることが確認できた。一方で平成２８年度に行った簡易水路実験装置における水路実験では建物形状が一通りの実験のみ行っており、建物形状における変化は観察されていない。本研究で特に注目する津波の建物裏面への回り込みについては、建物形状（特に建物平面形状、津波進行方向に関してのアスペクト比）が大きくかかわっていると考えられる。平成２９年度の研究では、建物形状を変化させることで裏面に回り込む津波の津波高さ、裏面の波圧の変化を観察し、その傾向を把握した。この実験から、建物形状については津波方向に対して建物幅が大きく影響を及ぼし、建物奥行きについては影響が少ないことが分かった。さらに建物幅と水路幅からなる閉塞率に着目して実験を行い、これにより、建築物背面に回り込む津波の大まかな性状を把握することができたと考えている。
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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
平成２９年度は簡易水路実験装置を使用し水路実験を行った。簡易水路実験装置とは、アルミ材による骨組にアクリル板を貼り付け止水した簡易な水路実験装置であり、申請者が過去の研究により作成したものである。簡易水路実験装置は，平成２８年度の実験において貯水量を大幅に増加させることで建物背面への津波の回り込みを観察することができるように改良された。これにより大まかな建物裏面に回り込む津波の性状確認ができた。
この仮試験については、実験手法の妥当性の検証や計測、データ整理方法の検証について次年度予定している本実験のパイロット試験的役割を持たせ、本実験で問題が生じにくいようにあらかじめ問題点をあぶり出す効果を期待している。平成２９年度の水路実験では、目的としていた建物平面形状を変えた場合における建築物背面に回り込む津波の確認、建築物背面における津波流速、波高の計測、建築物背面に津波が回り込んだ状態での建築物に作用する津波波力の計測ができ、建築物背面に回り込む津波の大まかな性状を把握することができた。以上より、現在までの研究の進捗状況について、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は水路実験の本実験を行う。本実験は秋田工業高等専門学校環境都市工学科の実験水路を使用する。本実験では簡易水路実験装置の試験により大きな規模の実験となるため計測点を増やした実験を行う。秋田工業高等専門学校の実験水路での実験は，本プロジェクトでは初めての試みとなるため，パイロット試験を行い，問題の洗い出しを行う。問題が発生した場合については，簡易水路実験装置の試験もしくは数値解析に立ち返って検討を行う必要があるが，現時点では簡易水路実験装置での実験の経験から特に想定される問題は確認できないと考えられる。平成28年度，平成29年度の水路実験では、建築物背面に作用する津波波圧の計測、背面に作用する津波波圧の分布特性の観察ができず、これらの影響について検討を必要とする。昨年度購入した小型圧力センサーを使用した実験を行う予定である。こちらについては別途センサーのチェックを行い使用可能であると判断した。
並行して流体解析ソフトOpenFOAMを用いた数値計算を行う。昨年度末より計算サーバーの立ち上げを行っている。こちらについては共同研究をおこなっている東北大学において計算実績がある。東北大学と情報を交換しながら進める予定である。
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