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2016 年度 実績報告書

大域的津波伝搬解析から防災に資する局所情報を抽出するマルチスケール津波遡上解析

研究課題

研究課題/領域番号 26282106
研究機関九州大学

研究代表者

浅井 光輝  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90411230)

研究分担者 笠間 清伸  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10315111)
一色 正晴  愛媛大学, 理工学研究科, 講師 (30583687)
伊津野 和行  立命館大学, 理工学部, 教授 (90168328)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード津波遡上解析 / 地盤洗掘解析 / 流体構造連成解析 / マルチスケール解析 / 粒子法
研究実績の概要

今後に危惧されている巨大地震津波(東海・東南海・南海連動地震津波など)に備え,様々なソフトおよびハード防災・減災対策が急速に検討・整備されている.ハード・ソフト津波防災の検討に数値解析を積極的に活用するには,最低でも10~30分間の津波遡上現象を広範囲に解析しなければならず,同時に橋梁・防波堤などの重要インフラ構造物の損傷・崩壊予測までを議論の対象とすると,十分な空間解像度(10~20cm程度)で,かつ地盤,構造と流体の連成挙動の3次元解析を実施することが望ましい.本研究では,これまでに実績のある大域的な津波伝搬解析の結果を入力情報とし,津波遡上時の構造物周辺での局所的なマルチフィジックス現象を予測するための多階層マルチスケール解析技術を開発し,防災・減災の検討に必要となる情報提供を試みた。
具体的には、大域的な津波伝搬解析を浅水長波方程式を2次元差分法で解くことで実施し、その結果をもとにした3次元粒子法による津波遡上解析を実施した。2次元差分法と3次元粒子法をシームレスに連結するため、仮想造波板を用いたズーミング解析手法を開発した。同手法の妥当性確認として、実際に2011年の東北地方の津波被害を再現することで実施し、被害報告と類似した計算結果を得ることができた。
同手法を使えば、さらなるズーミング解析も実施できることを示しており、具体的には10cm程度の空間解像度で橋梁全体に作用する流体力を評価した。さらには、同スケールの解析において、流体と構造、流体と地盤を連成したマルチフィジックス解析を実施するために、粒子法の改良を行った。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 仮想造波板による平面2次元解析と3次元粒子法の連成型津波遡上解析2016

    • 著者名/発表者名
      宮川欣也、浅井光輝、Abdul Muhari, 今村文彦
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1特集号

      巻: Vo.72, No.4 ページ: I_473 - I_481

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejseee.72.I_473

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 建物群を含む地表面詳細モデルを用いた粒子法による三次元津波遡上解析2016

    • 著者名/発表者名
      江口史門,浅井光輝,大谷英之,一色正晴
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1特集号

      巻: Vo.72, No.4 ページ: I_367 - I_377

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejseee.72.I_367

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coupled tsunami simulations based on a 2D shallow water quation based finite difference method and 3D incompressible smoothed particle dhydrodynamics」2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuteru Asai, Yoshiya Miyagawa, Nur’Ain Idris, Abdul Muhari, Fumihiko Imamura
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: Vol.10, Issue5 ページ: 19

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1142/S1793431116400194

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 3D tsunami run-up simulation and visualization using particle method with GIS-based geography model2016

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Isshiki, Mitsuteru Asai, Shimon Eguchi, Hideyuki O-tani
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake and Tsunami

      巻: Vol.10, Issue5 ページ: 20

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1142/S1793431116400200

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ISPH method for double-diffusive natural convection under cross diffusion effects in an anisotropic porous cavity/annulus2016

    • 著者名/発表者名
      Abdelraheem M. Aly, Mitsuteru Asai
    • 雑誌名

      International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow

      巻: Vol26, Issue1 ページ: 0

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1108/HFF-03-2015-0085

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Entry of Decelerating Spheres simulations using Improved ISPH method2016

    • 著者名/発表者名
      Abdelraheem M. Aly, Mitsuteru Asai
    • 雑誌名

      Journal of Hydrodynamics

      巻: 2016 ページ: 0

    • 査読あり
  • [学会発表] Multi-scale tsunami simulation for simulating bridge washout disaster by using a particle method2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuteru Asai, Shimon Eguchi, Bodhinanda Chandora
    • 学会等名
      The 12the World Congres on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-level tsunami disaster simulation with a matrix array shaped vittual wave makng plate by using the particle method2016

    • 著者名/発表者名
      Nur Ain Binti Idris, Mitsuteru Asai, Yoshiya Miyagawa
    • 学会等名
      The 12the World Congres on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-level tsunami disaster simulation with a matrix array shaped vittual wave makng plate by using the particle method2016

    • 著者名/発表者名
      Nur Ain Binti Idris, Mitsuteru Asai, Yoshiya Miyagawa
    • 学会等名
      16th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2016-07-06 – 2016-07-08
    • 国際学会
  • [学会発表] A study of bridge wash0out simulation during tsunami using a paticle method considering frictional contact2016

    • 著者名/発表者名
      Bodhinanda Chandora, Mitsuteru Asai, Tomoko Oya
    • 学会等名
      16th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2016-07-06 – 2016-07-08
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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