| 研究課題/領域番号 |
19H00809
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
青木 伸一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60159283)
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| 研究分担者 |
鈴木 博善 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00252601)
入江 政安 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00379116)
倉敷 哲生 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30294028)
CRUZ Ana・Maria 京都大学, 防災研究所, 教授 (30741459)
高木 洋平 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40435772)
佐々木 勇弥 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70807487)
荒木 進歩 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80324804)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 沿岸災害 / 産業災害 / 堤外地 / 石油コンビナート / リスクコミュニケーション / Natech / 防災 |
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| 研究実績の概要 |
石油タンクに及ぼす流体力については，球形タンクに作用する津波流体力の特性を水理実験により明らかにした．また，石油タンクに働く流体力及び材料変位を評価する流体構造連成解析の計算コードを開発した．ハザードモデルの開発については，港湾区域内の複雑な地形を表現可能な非構造格子流動モデルを新たに漂流物流出予測モデルに導入し，大阪湾での流動の再現を行った．
対策工としてのフレキシブルパイプを用いた津波減勢工については，津波運動量低減効果の模型実験を行い，十分効果があることを確認した．さらに，CFDを基礎としたフレキシブルパイプを表現する体積力モデルを改良し，津波シミュレーションと組み合わせたCFD計算を実施することにより，実機でもフレキシブルパイプの効果があることがわかった．地形改変による津波減勢技術については，没水型の堀と潜堤を組みわせた構造物を提案し，堀の深さ，潜堤の高さ，両者の間隔などによる性能の変化を数値シミュレーションにより検討した．さらに，高波浪時の波浪遡上の実態解明のため，神戸市須磨海岸に定点観測カメラを設置し，波浪の海浜陸上部への遡上を連続観測した．
流出油の火災対策については，減災対策として油吸着材を考慮した小規模燃焼実験，ウォーターカーテンを考慮した低密度ガスの気体拡散解析を実施し，珪素土系吸着剤の沈降効果による減災効果を確認するとともに，拡散解析ではアンモニアに対するウォーターカーテンの液滴径やアスピレート効果の影響を明らかにした．
企業防災と地域防災をつなぐリスクコミュニケーションについては，国内外で地域住民とのワークショップの開催および企業へのヒアリングを行い実態把握に努めた．国際ワークショップを2019年10月にコロンビアで開催するとともに，2019年度に実施できなかった国際シンポジウムを2020年3月にオンライン開催し，国際的に協働した取り組みを実施した．
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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
2019年度の研究については，下記のとおり，ほとんどのサブテーマについて当初の計画どおり進捗しており，概ね順調に進展している．
石油タンクに及ぼす流体力と破壊メカニズムの検討にいては，水理模型実験および数値シミュレーションの両面から研究を進めており，順調に進捗している．油拡散のシミュレーション法の開発については，既存の計算モデルの改良を進めており，精度向上が期待できる．石油タンクおよび流出油の爆発・火災シミュレーション法の開発については，シミュレーションの開発に向けた基礎実験に取り組んでおり，順調に研究が進んでいる．統合型海域ハザードモデルの開発については，数値モデルの高精度化とともにガレキ等の漂流モデルの開発が順調に進んでいる．船舶の避航・漂流シミュレーション法の開発については，やや研究が遅れているが，津波来襲時の船舶の避泊の視点での基礎実験を実施する予定である．
対策工のうち，フレキシブルパイプを用いた減勢技術の開発については，水理模型実験に加えてプロトタイプの実験も進めており，実用化に近づいている．盛土による波の減勢技術の開発については，地形改変による津波減勢という視点に変更して検討を進めており，すでに成果を上げている．石油タンクからの熱・物質放射の制御技術の開発については，数値シミュレーションの改良を行っている．
企業防災と地域防災をつなぐリスクコミュニケーションついては，国内外での地域住民とのワークショップ，企業へのヒアリングなどを実施し，順調に研究を進めている．2020年3月に実施予定であった国際シンポジウムは，コロナウィルス感染拡大の影響で１年延期し，2021年3月にオンラインで開催し，35件の発表と約100名の参加者を得て有意義な情報交換の場を提供できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
タンクに作用する津波流体力については，直列に配置された複数の円筒形タンクについて，沖側に配置された円筒形タンクによる遮蔽効果を明らかにすることにより，円筒形タンクの配置を工夫することにより内陸側の円筒形タンクに作用する津波流体力の軽減を目指す．また，2019年度に開発した流体構造連成解析コードの妥当性を検証するために，実際のタンク材料特性を考慮した解析モデルを準備し，津波の規模とタンク脆弱性の関係について詳細に調査を行う．
ハザードモデルについては，非構造格子モデル用の地形を作成し，津波の再現計算を行い，内閣府による浸水区域予想図に沿う予測が可能か検討する．また，関連機関から港湾内外のゴミ回収日誌の提供を受けて整理し，ゴミの挙動に及ぼす地形，風，潮汐の影響を明らかにすることにより，漂流物予測の精度を向上させる．
対策工のうちフレキシブルパイプについては，大阪湾（夢洲）を対象とし，実機の開発，フレキシブルパイプの展開・回収機構の考案を数値計算を用いたフレキシブルパイプの適正配置の検討を行う．波の陸域遡上については，2019年度に取得した現地データの分析を進めつつ，必要に応じて追加の現地観測およびその分析を行う．また，数値的検討手法を用いた地形改変による高波減勢の検討を試みる．
火災対策については，瓦礫を模したバルサ木材片および種々の油吸着材を含む小規模な燃焼実験による瓦礫の影響評価と油吸着材の減災効果の評価，高密度ガスを対象としたウォーターカーテンを含む気体拡散解析を行う．
リスクコミュニケーションおよび国際協働については，大阪湾沿岸域の地域住民とのワークショップや国際シンポジウムの開催を計画するとともに，コンビナート地域の企業アンケートを実施して，リスクコミュニケーション推進について検討する．
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