| 研究課題/領域番号 |
20K21053
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| 研究機関 | 東京海洋大学 |
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研究代表者 |
増田 光弘 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00586191)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | 浮体式防災住居 / 水害対策 / 数値シミュレーション / MPS法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、近年多発している水害から人命および財産を守るための浮上式防災住居を提案し、そのメカニズムと実用性を水槽実験および数値シミュレーションによって示すことである。2020年度は、達成目標を浮上式防災住居の浮上メカニズムの検討および提案としていた。実施項目として以下の３項目を挙げていた。①浮体を浮上させるための取水のタイミングを含めた浮体部分の浮上のメカニズムを数値シミュレーションによって検討を行う。②その後、模型実験によってその有効性を示す。③次に、住居部分を考慮した数値シミュレーションを実施し、住居が加わり重心位置が高くなることによる浮上時の安定性について検討を行う。
2020年度は、まず水害対策住居についての調査を実施した。それにより、既存の水害対策住居と本研究の提案の差異についての検討を行った。その後、数値シミュレーションによって、浮上式住居の基本的な浮上性についての検討を行った。申請者の提案する浮上式住居は住居の周囲に擁壁を設け、可能な限り住居部分が浸水しない構造を目指している。数値シミュレーションによって、擁壁で囲まれた堀内部に浮上式住居を設置することによって住居部分の浸水被害を防ぎながら住居を浮上させることができることを確認した。また、住居を囲む土地の周囲の壁によっても浸水被害を遅延させることがあることが確認され、その効果と実用性や形状については今後検討してく予定である。ただし、コロナウィルスの影響による研究機関への入構制限によって水槽実験および、水槽実験による比較検討後に実施される予定だった項目③については実施することができなかった。2021年度はこれらの検討から研究を実施する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
2020年度の実施項目は、①浮体を浮上させるための取水のタイミングを含めた浮体部分の浮上のメカニズムを数値シミュレーションによって検討を行う、②その後、模型実験によってその有効性を示す、③次に、住居部分を考慮した数値シミュレーションを実施し、住居が加わり重心位置が高くなることによる浮上時の安定性について検討を行う、の3項目であった。申請当初では予測できなかった不測の事態として、コロナウィルスの影響により、研究機関および研究協力機関への入構が制限され、項目②である水槽実験を実施することができていない。また、その成果を受けて実施されるべき項目③も実施できていない状態にある。項目③については数値シミュレーションにより、可能な範囲で検討を行い、適用性についての検討を進めている。現在は、研究協力機関の実験水槽の使用について、夏までの間に水槽実験を実施できるように調整中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
コロナウィルスの影響により、2020年度に水槽実験を実施することができなかったことから、本年度2020年度に実施予定であった水槽実験を実施し、数値シミュレーションの予測精度について検討を行う予定である。現在は、夏までの間に水槽実験を実施できるように調整中であり、それまでの間に数値シミュレーションによって効率的な浮体構造部分と堀部分の形状についての検討を進める予定である。また、実験模型については住居部分を追加できる構造となっているため、数値シミュレーションに寄り予め住居部分も含めた浮上時の安定性や住居部分が浮上性能に与える影響について検討を行っていく。夏以降は、数値シミュレーション結果と水槽実験結果の比較を行いながら、当初2021年度に実施予定であった係留方法についての検討を数値シミュレーションによって実施していく予定である。なお、数値シミュレーションでの係留に関するプログラムの改良は事前に2020年度に実施しており、係留方法についての検討を行う段階に至れば、速やかに実施可能な状態となっている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2020年度は研究協力機関の実験水槽を使用して水槽実験を実施する予定であった。しかしながら、コロナウィルスの影響によって実験水槽を使用することができず、水槽実験を実施することができない状況であった。2020年度の間は水槽が実施できるようになる時期を見ながら、年度内に水槽実験を実施できない可能性を見越して、調査研究および数値シミュレーション法の整備、数値シミュレーションによる検討を中心に実施した。そのため、2020年度は効率的に数値シミュレーションを行うために、計算機を1台購入した。また、以上のような状況から比較対象となる実験模型の形状は数値シミュレーションによる成果の段階によって変わってくるため、実際に水槽実験を実施する時期になるべく近い時期に実験模型を作成するべきとして実験模型は2020年度中に作成されなかった。加えて、水槽実験を実施するための学生アルバイト代やコロナウィルスで学会出張等が発生しなかったことから次年度使用額が生じた。
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