| 研究課題/領域番号 |
21K14256
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
鶴田 修己 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 研究グループ長 (30747861)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 粒子法 / ISPH / 砕波 / 安定化スキーム / 解像度可変 / 消波ブロック / 消波境界 / 数値波動水槽 |
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| 研究成果の概要 |
実スケールによる検証が可能な数値波動水槽では，台風下の高波で問題となる衝撃砕波力の再現に，計算コストを抑えつつ構造物周囲の砕波状況を高精度に解くための，より高度な数値モデルの開発が求められている．
本研究では，粒子法を対象に複雑な水面変形を高精度に解くための安定化スキームと，それを高速に解くための解像度可変スキームを開発した．さらに，消波ブロックの間隙構造を解析し，その定量データを基に砕波状況を再現する境界条件モデルを構築した．いずれもベンチマークテストから砕波への適用性の高さが示され，砕波帯の必要な解像スケールに合わせて適切な計算粒子を設置する汎用性のある数値波動水槽の開発に成功した．
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| 自由記述の分野 |
数値流体力学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年巨大化する台風とそれによる海岸・港湾施設の被害増大から，高波に伴う衝撃砕波力の高精度な予測ツールの開発が求められているが，衝撃砕波発生時の流体挙動・力学的機構については，十分な知見が得られていないのが現状である．この解決手段として，数値波動水槽の活用が期待されるが，海岸土木の広大な計算領域を対象とする条件下で複雑な水面変形を伴う砕波現象を十分安定的に解くための計算スキームの開発は未だ十分とは言えない．本研究では，こうした需要に応えるべく砕波を安定的かつ高速に解析が可能な各種計算スキームを開発して，その適用性を示した．これにより，今後，衝撃砕波に関する検討が大きく進むことが期待される．
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