2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
24360197
|
|---|
| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
渡邊 康玄 北見工業大学, 工学部, 教授 (00344424)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 浩保 新潟大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (00399354)
木岡 信治 独立行政法人土木研究所, その他部局等, 研究員 (20414154)
吉川 泰弘 北見工業大学, 工学部, 助教 (50414149)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 結氷河川 / 津波遡上 / アイスジャム / 不定流計算 / 個別要素法 / 氷板衝突 / 氷板破壊 / 氷板漂流 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
氷塊のシミュレーションに新たに構築した3次元個別要素法(3D-DEM)を適用し，構造物の応答解析には3次元動的弾塑性FEMを適用して，氷塊と衝突過程にある構造物の詳細な動的応答解析が可能な，総合的で実用的なシミュレーション手法を開発した．なお，構築したシミュレーションプロセスは，構造設計のみならず，性能評価や安全性の視覚的な理解と確認が可能となるよう，構造物の動的応答変位やその応力・歪み等に加え，氷塊やその破壊氷塊群の軌道等がアニメーションとして表示される．
また，水理実験を実施し，従来アイスジャムが発生しやすいとされている水路幅が狭い箇所，水深が浅い箇所では発生せず，水路幅が狭い箇所の上流となる水深が深く流速の遅い箇所において発生した．このような場でのアイスジャムの形成は以下の過程を経ることを明らかにした．1)氷板模型が流速の遅い場所で集積し堆積することにより上流側の水位が上昇する．2)上流の水位の上昇に伴う水面勾配の増大により，上流の氷板模型は下流へと流下し，下流側の氷板模型の密集度が高くなり，よりアイスジャムの状況が顕著になる．また，フルード数と同様の形式をした無次元量Fiにより，アイスジャム発生の可能性が評価でき，氷板サイズが大きく，氷板量が多く，流量が少ないほど，アイスジャムは発生しやすいことを明らかにした．
さらに，水面変形及び氷板群の挙動追跡を行うことができる粒子法に基づく数値計算モデルを構築し，浮遊剛体群の並進速度の時系列変化および狭窄部における氷板挙動の検討に適用することで，モデルの適用性を検証した．また，結氷した樋門吐口水路への津波侵入に関する検討を行い，漂流氷板が厚い場合には、サイズの小さい氷板の時は津波に追従して施設に接近し、サイズが大きい時は追従性が低い予測結果が得られた．しかし，氷板の厚さが小さい時はサイズによらず群体として施設に接近する結果を得た．
|
| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
