| 研究課題/領域番号 |
20K05041
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
松冨 英夫 秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (20134083)
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| 研究分担者 |
有川 太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (00344317)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 津波 / 氾濫水密度 / 抵抗則 / 波力 |
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| 研究実績の概要 |
「移動床下の津波氾濫流（非定常流）の実用的な抵抗則」に関しては、本年度も入射フルード数が2強下で底質粒度を変化させながら水理実験を実施し、入射氾濫水深や入射フルード数、氾濫水密度の実験データを取得・蓄積して、入射フルード数と相対水深（入射氾濫水深／底質の中央粒径）の両方に依存する理論にも適用可能な形の実用的な氾濫流抵抗則（摩擦損失係数評価実験式）を提示した。また、その氾濫流抵抗則の照査も実施した。
「抵抗則と氾濫水密度、遡上高（域）の関係」に関しては、上記の抵抗則を用いて入射フルード数と相対水深の両方に依存する理論にも適用可能な形の実用的な氾濫水密度評価実験式を提示し、初期汀線における入射段波高と遡上斜面勾配、底質の中央粒径に依存し、摩擦損失係数と氾濫水密度が時間変化するより普遍性が高い津波遡上の理論解を導出した。その理論解の妥当性を検証し、計算例も提示した。さらに、初期汀線における入射段波高に関係する平面二次元性を持つ強い段波の伝播と増幅・減衰特性の検討も行った。
「氾濫水密度と津波荷重の関係」に関しては、本年度も砂やシルトを含む氾濫流の津波荷重（波力）実験を実施し、氾濫水密度や氾濫流先端の水面勾配、津波荷重の大きさを比較しながら波圧係数（被衝突構造物前面浸水深／入射氾濫水深）による検討を行い、入射フルード数が同じでも砂やシルトを含むことで相対的に波圧が増大する可能性があることを再確認した。また、氾濫水密度と津波荷重の関係を検証・検討するための数値解析法の開発を継続した。
「波周期と津波荷重の関係」に関しては、上記の津波荷重実験で取得した津波荷重と実験条件（氾濫流を発生させるときの初期貯水深～波周期）の関係を検討するとともに、両者の関係を検証・検討するための数値解析法の開発を継続した。
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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
「移動床下の津波氾濫流の実用的な抵抗則」に関しては、本年度も入射フルード数が2強下で底質粒度を変化させながら水理実験を実施し、入射氾濫水深や入射フルード数、氾濫水密度の実験データを取得・蓄積して、入射フルード数と相対水深の両方に依存する理論にも適用可能な形の実用的な移動床下の氾濫流抵抗則を提示するとともに、その氾濫流抵抗則の照査も行っており、ほぼ予定通りに研究は進展している。
「抵抗則と氾濫水密度、遡上高（域）の関係」に関しては、上記の抵抗則を用いて入射フルード数と相対水深の両方に依存する理論にも適用可能な形の実用的な氾濫水密度評価実験式を提示するとともに、初期汀線における入射段波高と遡上斜面勾配、底質の中央粒径に依存し、摩擦損失係数と氾濫水密度が時間変化するより普遍性が高い津波遡上の理論解を導出している。この理論解は氾濫水密度が時間変化しない移動床下または固定床下の清水の場合にも適用できるもので、移動床下の津波遡上理論の検証データを提供するとともに、導出した理論解の妥当性も検証しており、ほぼ予定通りに研究は進展している。
「氾濫水密度と津波荷重の関係」に関しては、本年度も砂やシルトを含む氾濫流の津波荷重実験を実施し、氾濫水密度や氾濫流先端の水面勾配、津波荷重の大きさを比較しながら波圧係数による検討を行い、入射フルード数が同じでも砂やシルトを含むことで相対的に波圧が増大する可能性があることを再確認しており、ほぼ予定通りに研究は進展している。氾濫水密度と津波荷重の関係を検証・検討するための数値解析法はまだ開発中である。
「波周期と津波荷重の関係」に関しては、上記の津波荷重実験で取得した津波荷重と実験条件の関係を検討しており、ほぼ予定通りに研究は進展している。波周期と津波荷重の関係を検証・検討するための数値解析法はまだ開発中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
「移動床下の津波氾濫流の実用的な抵抗則」に関しては、本年度は主に砂質の底質を対象としていたことから、今後はシルト・粘土質の底質を対象とした抵抗則、そして砂質とシルト・粘土質の両抵抗則の総合化を目指す。ただし、シルト・粘土質の底質については現地採取のものは乾燥に長時間を要することや新型コロナ禍により採取が困難となることも考えられ、主に人工ものを用いることにする。また、本研究の抵抗則と振動流の抵抗則との対応関係を検討し、これら抵抗則の津波への統一的な適用法を追求する。
「抵抗則と氾濫水密度、遡上高（域）の関係」に関しては、上記の総合化された理論にも適用可能な形の抵抗則や氾濫水密度評価実験式を用いてより普遍性が高い津波遡上の理論解を導出し、その妥当性を検証する。そのため、遡上斜面に初期土砂層域を設定した氾濫流遡上実験も実施し、移動床下の津波遡上理論の検証データを提供する。また、氾濫水密度と遡上高（域）の関係に関する理論を高度化するため、土砂移動限界の理論への導入に取り組む。
「氾濫水密度と津波荷重の関係」に関しては、水理実験を継続し、実験データ量（範囲）を増やし（拡げ)、取り扱い易く実用的な氾濫水密度と津波荷重の関係の高度化に取り組む。数値解析法を開発し、氾濫水密度と津波荷重の関係を検証するとともに、多くの数値解析例を通して氾濫水密度と津波荷重の関係の高度化にも取り組む。
「波周期と津波荷重の関係」に関しては、水理実験を継続し、実験データ量（範囲）を増やし（拡げ)、取り扱い易く実用的な波周期と津波荷重の関係の高度化に取り組む。数値解析法を開発し、波周期と津波荷重の関係を検証するとともに、多くの数値解析例を通して波周期と津波荷重の関係の高度化にも取り組む。
水理実験は本年度までとしていたが、最終年度も実施し、並行して研究成果の取りまとめと社会への還元に取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由は、新型コロナの流行により研究成果発信予定の国際会議（2020年9月開催予定の第37回国際海岸工学講演会は延期となり、代わってバーチャル国際海岸工学講演会）がリモート開催となって国際会議参加旅費の支出が不要となり、その後の計画通りその旅費を1年間持ち越したためである。
使用計画として、当初は国際会議参加旅費を令和2年度と令和4年度に1名分ずつ計上していたが、令和4年度に開催される国際会議（第37回国際海岸工学講演会、豪州シドニー開催、2022年12月4日～9日）へ研究代表者と研究分担者の2名を派遣することを考えている。
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