2018 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative evaluation of impact load characteristics and damage scale of buildings by tsunami drifting objects
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16K06588
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
増田 光一 日本大学, 理工学部, 特任教授 (10120552)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 津波伝搬計算 / 漂流物評価 / 港湾の脆弱性 / 衝突荷重 / MPS法 / 弾性変形 / 連成相互干渉 / 衝突荷重計測実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度までの研究成果から、津波漂流物は流体の流れ場の中にあることから、時々刻々と変化する流体との相互作用の影響を考慮する必要があることが明らかとなった。平成29年度に開発した被衝突構造体を解析会を用いた仮想弾性境界で近似したMPS法（以後ハイブリットMPS法と呼ぶ）は、被構造体からの戻り流れを考慮できないという弱点があった。平成30年度は、昨年度までに開発した数値解析法の弱点を克服すべく、次の2つの研究目標を設定した。第1の目標は、昨年度開発したハイブリットMPS法にミラー境界を導入することにより被衝突構造体からの反射流の影響を考慮できる解析法を開発し、その有用性を水素実験結果との比較から明確にする。第2の目標として被衝突構造体―漂流物―津波遡上流の3つの連成を統一的に解析できるUnified MPS法（以後UMPS法と呼ぶ）を開発し水槽実験により本解析法の有用性を明確にすることである。最終的に本研究では、丸鋼を用いた水槽実験結果と上記2つの解析法の結果を比較して次のような知見を得た。（１）剛性が高い条件では密度波の伝達が速くなるため計算が安定しなくなることから計算時間刻みを細かくし擬似圧縮率1.0×10-7で計算することで剛性の高い物体の計算を実行できることを確認した。（２）UMPS法の弾性体モデルを用いて衝突実験の再現を行ったところ衝突時間，変位は共に9割程度の再現が可能であり，弾性体モデルで得られた構造物変位と実験剛性を用いてフックの法則より衝突力を求めたところ9割程度の再現できることを確認した。（３）上記の2つの結論より本研究で提案した２つの数値解析法は、津波漂流物による衝衝突荷重を実用上十分な精度で推定できることを明らかにした。
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