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防災

豪雨などによる堤防決壊をシミュレーション予測する手法を開発

技術の構成要素

豪雨などによる河川水位の上昇で堤防に越流が生じた際に、堤防が侵食し破堤するプロセスをシミュレートできる方法を開発しました。
これは、流体の解析手法として開発された『粒子法』と呼ばれる方法に「土の力学モデル」を新たに導入し、堤防の越流による侵食・破堤現象を再現するものです。
さらに、開発した解析手法によって実験で観測された越流による堤防の侵食・破堤プロセスを高い精度で再現できることを示しました。

適用分野

  • ・ハザードマップの作成
  • ・災害に強い街づくりに貢献

関連特許

  • 特許なし

技術の優位性(従来・競合技術との比較)

[従来の問題点]

  • ・既存のシミュレーション手法『有限要素法(FEM)』では、「水」と「土」の相互作用の結果として現れる侵食や破堤のような大変形を伴う複雑な現象をシミュレートすることができませんでした。

[解決したポイント]

  • ・開発した手法を応用することにより、堤防に越流が生じた際にどの程度の時間でどの程度の範囲に洪水の被害が及ぶのかを精度良くシミュレートすることができます。
  • ・また、計算手法の改良により、堤体の越流だけでなく、津波による堤体や構造物の破壊、土石流もシミュレート可能です。

開発の進展状況

実際の河川を模擬したシミュレーションを実施する場合、大規模な3次元計算が必要となる。3次元計算には並列計算が必須であり、並列計算に適用できるようにプログラムを改良する必要がある。

参考図面


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