2020 Fiscal Year Annual Research Report
Design innovation of breakwaters as a strategy for resilient coastal city against storm surges under super typhoon
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18H03796
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
後藤 仁志 京都大学, 工学研究科, 教授 (40243068)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 高二朗 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (50360764)
Khayyer Abbas 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80534263)
鶴田 修己 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (30747861)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 数値波動水槽 / 粒子法 / 大規模模型実験 / 高潮氾濫 / 超巨大台風 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超巨大台風下の高潮氾濫において激流化した越流水の挙動を様々な様式の防潮堤に対して普遍的に精度よく計算するには，数値波動水槽が必須である．本研究では，海岸波動の計算力学に邁進してきた京都大学工学研究科のグループと大型波動実験の研究拠点としての海上・港湾・航空技術研究所港湾空港技術研究所が緊密に連携し，激流の高精度計算に不可欠な高精度粒子法の理論的ストックと大型模型実験の技術的ストックを融合し，焦眉の急を要する超巨大台風下の高潮氾濫に対応した防潮堤設計法の革新の加速的推進を目的とする．
最終年となる令和2年度は，数値波動水槽に関しては，研究の中心軸である[1]粒子法の最大の弱点である圧力ノイズの画期的低減を可能とする技術として注目されている高精度粒子法の更なる高度化を継続し，構造流体連成問題も含めて高精度計算手法の開発・提案を行った．[2]DEM型固液混相流モデルの改良による剛体・流体連成計算の効率化に関しては，砕波帯の漂砂力学にも適用を広げ，PIVを用いた実験と比較しつつ，鉛直分級のメカニズムについて計算力学の立場から考察を深めた．[3]局所3次元計算のための半陰解法型並列計算コードに関しては，従来は計算が困難であった堤体越流時の被覆ブロックの離脱の鍵となる裏込め石（フィルター材）の吸い出し過程のシミュレーションを実施した．
一方，大型波動実験では，初年度に導入したPIVシステムと海上・港湾・航空技術研究所が保有する世界最大級の造波水槽（全長184m，深さ12m）を活用して，極値的越波による堤体基礎被災過程の解明に努め，数値シミュレータによる造波装置のシミュレーションへの適用性の高い境界条件処理手法Wavy Interfaceの開発を行った．得られた成果，すなわち新たな計算技術や実験データに関しては，本報告書の項目10に記載の国際学術誌7編・和文学術誌4編等で公表した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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