2016 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッドＳＰＨ法を援用した津波ハザードマップの高度化
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15F15369
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 一郎 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60225026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
IBRAHIM AHMED 北海道大学, 工学研究院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-11-09 – 2018-03-31
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| Keywords | 津波 / 粒子法 / 数値解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．既往のＳＰＨ型粒子法数値解析モデルに各種改良を施すことにより，粒子分割による誤差を低減し、かつ水際での流れ場を精度良くシミュレートし、小さな深度でも良好な計算結果を得ることができる保存的粒子分割手順を構築することに新規に成功した。
２．固体壁境界に近い粒子に対して、カーネル関数の０次のモーメントをできるだけ１に近づけるために、修正仮想境界（ＭⅤＢ）法を適用することによって、壁面などの閉境界領域の各種現象をシミュレートすることを可能とした。
３．固体壁境界条件のために導入されたゴースト粒子法と，鏡面粒子法を組み合わせることにより、モデルの境界に開放境界条件を組み込むことに成功した。この機能により、反射波を起こさずに入射波を計算領域の境界線を越えて透過させることが可能となった。さらに、速度境界条件と圧力境界条件の異なる組み合わせも可能となった。
４．モデルの検証を行うため、本研究で開発した改良型ＳＰＨモデルを奥尻津波（Japan、１９９３）をスケーリングした実験室モデル（スケール１：４００）に適用した。なお，この計算で用いた実験のデータセットは、第３回長波遡上モデルワークショップウェブサイトで入手可能である。本モデルによる数値シミュレーション結果は、実験データと詳細に比較し検討された。これより、実験とシミュレーションの一致性は極めて良好であり、本計算手法の津波現象に対する高い適用性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SPH法を津波のシミュレーションに適用とする際，既往のモデルでは弱点となるモデル要素を抽出し，そのほぼ全てにおいてモデルの改良を実施したこと，また，改良モデルの予測精度が良好であることを確認できたこと，実スケールの津波における実用的精度と計算負荷の担保が確認されたことなどからおおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
津波シミュレーションモデルのベースとなる部分はほぼ完成したと判断する．今後はより幅広い条件でモデルの適用を実施し，その有用性を検証していく．適用の対象範囲は実験室スケール，実スケールを含む．また，本モデルを援用した津波ハザードマップの構築などについても検討を進める．また津波における水の移動だけでなく，土砂の移動にも着目し，水ー土砂混相流問題への展開についても視野に検討を進める．
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Research Products
(6 results)
