| 研究課題/領域番号 |
26420499
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
木村 延明 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 学術研究員 (40706842)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 河川洪水 / 流木累積 / 橋梁 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，近年の気候変動下の影響に伴い，大豪雨時に九州内陸部で発生した橋梁と流木累積による洪水現象についての発生メカニズムについて，先行的に実施された室内実験（継続的な室内実験も含む）と比較を行いながら，主に数値流体シミュレーションを用いて，そのメカニズムを解明するための研究である．本研究の進捗工程は，3つのステージ（基礎I，基礎II，応用）を設定している．「基礎I」は現地調査で得られたデータの整理と解析等であり，「基礎II」は室内実験と数値モデルのテストである．「応用」は，基礎IとIIを踏まえた上での，実際に洪水現象が発生した現場へ，我々が開発する数値モデルを実装し，その上で流木堆積が引き起こす洪水に強い橋梁の構造について提案することである．Ｈ26年度は基礎Iの現場のデータの整理と解析を行い，基礎IIのステージで簡易条件下（直線水路の3次元流れ）での洪水発生を再現した室内水槽実験に基づき，2次元粒子法モデル（連続体の水流を粒子の集合体の様に扱うモデル）を用いた数値流体シミュレーションで，この室内実験の再現計算を行った．この再現計算は，ほぼ良好な結果が得られた．この数値モデルの結果では，洪水発生のメカニズムが，橋桁に堆積する流木に対して橋桁下の空間がどの程度の閉鎖割合になるのかによって大きく影響を受けることが定量的に明らかにされた．その時の橋桁前面に掛かる圧力分布と水位の堰き上げとの相関も明らかにされた．その成果は，土木学会の国内学会誌（査読付），加えて関連的な成果である橋梁前面の水位上昇による圧力の空間分布の変化についての考察は，水工関連の国際学会（International Association for Hydro-Environment-the Asia and Pacific Division, IAHE-APD）のプロシーディング（査読付）に掲載された．
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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
「研究の目的」で記述した3年計画の内，H26-27年度の「基礎I」（現地で発生した洪水データの整理と解析）と「基礎II」（室内水槽実験とモデルシミュレーション）の工程の遂行において，概ね2つの基礎工程の6割程度を完了した．具体的には，「基礎I」の現地調査に基づくデータ解析は，実際にはH28年度の応用ステージで主に用いられるので，H26は簡易的な解析のみ実施した．その為に，再度の現地調査も含めてさらに5割程度の作業の進捗が求められる．一方，基礎IIに関しては，「研究実績の概要」に記述したように，2つの論文の成果発表にあるように，室内実験と数値モデルの基礎的なTEST研究は，ほぼ完了したと考えられる．しかしながら，「基礎II」の工程に含まれる数値モデルの改良については，少なくとも２～３割程度の作業が残っている．
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| 今後の研究の推進方策 |
基礎IとIIの工程を合わせた基礎ステージ全体の内，残りの4割をH27年後中に完了させる予定である．現地データの解析をメインに据えて，再度の現地調査も必要に応じて行う．加えて，同時に数値モデルの改良も行い，本基礎工程が順調に進めば，応用工程において，先行的に我々が開発・改良した数値モデルの現地への適応に関する準備を行う予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画していた物品費の内，研究結果・成果のデータの保存する予定であった外付けハードディスク（ＨＤ）の購入を見送ったために該当の余剰金が生じた．保存すべきデータ容量が現時点は大量ではないので（現時点では，Ｈ26年度購入した計算機のＨＤだけで十分である）．
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| 次年度使用額の使用計画 |
Ｈ27年度に計画通りに研究が進み，その結果・成果が急増することが予想される．その結果・成果のデータの保存が必要になるので，Ｈ27年度に本余剰金を用いてデータ保存のための外付けＨＤを購入する予定である．
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