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2015 年度 実績報告書

遡上津波と構造物の相互作用評価のためのマルチスケール数値実験

研究課題

研究課題/領域番号 25246043
研究機関東北大学

研究代表者

寺田 賢二郎  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)

研究分担者 加藤 準治  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00594087)
樫山 和男  中央大学, 理工学部, 教授 (10194721)
森口 周二  東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20447527)
車谷 麻緒  茨城大学, 工学部, 准教授 (20552392)
浅井 光輝  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90411230)
高瀬 慎介  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00748808)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード津波 / 破壊 / マルチスケール / 流体・構造連成 / 防災・減災
研究実績の概要

本年度は,マルチスケール数値実験および津波解析から得られる情報を効率的に利用して確率論的津波ハザード評価を達成する手法を提案した.この手法は,地盤構造物の信頼性解析のために提案された枠組みを基礎としており,数値解析の結果から応答曲面を作成するという特徴を有する.本研究においては,津波解析の結果に基づいて評価対象の応答曲面を作成した.さらに, 津波解析に関する不確実性を定量化する.これにより,高度な津波解析の結果に基づいてモンテカルロシミュレーションを実施可能な環境が達成される.適用例として,東北地方太平洋沖地震によって発生した最大津波高さの確率論的評価を実施した.断層パラメータの一部と津波解析手法のモデル化誤差の不確実性を考慮して評価を実施し,仙台・石巻・釜石における最大津波高さの確率密度分布を評価した.その結果,提案する手法が津波ハザードの確率論的評価に対して有効であることを確認した.

また,流体力による構造物の接触挙動および破壊挙動まで含めた構造物と流体の相互連成作用が考慮可能な安定化有限被覆法に基づく連成解析手法を提案した.具体的には,構造物は複数の剛体要素を結合することでモデル化する.剛体要素は,Cohesive model を導入した個別要素法を用いることで構造物の接触挙動および破壊挙動を表現する.流体解析では,Phase-field 法を用いて界面位置の計算を行い,また,安定化有限被覆法を用い,構造物と流体の接触界面位置を正確に表現し,構造物と流体の相互連成の計算を行った.本論文では,数値解析例を通して,本手法の解析精度や適用性について検討を行った.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 防潮林の減災特性評価を目的としたマルチスケール数値実験2015

    • 著者名/発表者名
      野村怜佳, 高瀬慎介, 寺田賢二郎, 森口周二
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 71 ページ: I_193, I_201

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 構造物の破壊を考慮した有限被覆法に基づく構造流体連成解析2015

    • 著者名/発表者名
      高瀬慎介, 森口周二, 寺田賢二郎, 小山直輝, 金子賢治, 車谷麻緒, 加藤準治, 京谷孝史
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 71 ページ: I_203, I_212

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] コンクリートの破壊力学を考慮した鉄筋コンクリートの3次元破壊シミュレーションとその性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒, 根本優輝, 相馬悠人, 寺田賢二郎
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2015 ページ: p.20160004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MULTISCALE ANARYSIS WITH A POROSITY MODEL FOR EVALUATING DAMPING EFFECTS OF COASTAL FOREST2015

    • 著者名/発表者名
      R. NOMURA, S. TAKASE, S. MORIGUCHI and K. TERADA
    • 学会等名
      3rd International Conference on Computational Design in Engineering (CODE2015)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-14
    • 国際学会
  • [学会発表] PROBABILISTICANALYSIS OF TSUNAMI HAZARDUSINGNUMERICAL SIMULATIONS AND RESPONSE SURFACE IMMERSED BOUNDARY METHOD2015

    • 著者名/発表者名
      T. KOTANI, S. TAKASE, S. MORIGUCHI, K. TERADA,Y. FUKUTANI, Y. Otake, K. NOJIMA, and M. SAKURABA
    • 学会等名
      3rd International Conference on Computational Design in Engineering (CODE2015)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Finite-Cover-Based FSI Analysis withTsunami Impact Loading2015

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Takase, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada, Mayu Muramatsu
    • 学会等名
      13th U.S. National Congress on Computational Mechanics (USNCCM13)
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2015-07-26 – 2015-07-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling and simulation of tsunami using virtual reality technology2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kashiyama, G. Ling, J. Matsumoto, S. Takase, K. Terada
    • 学会等名
      IV International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering (COUPLED PROBLEMS 2015)
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 構造物の破壊を考慮した有限被覆法に基づく構造流体連成解析2015

    • 著者名/発表者名
      高瀬慎介, 森口周二, 寺田賢二郎, 小山直輝, 金子賢治, 車谷麻緒, 加藤準治, 京谷孝史
    • 学会等名
      第18回応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-05-16 – 2015-05-16

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公開日: 2017-01-06  

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