津波シミュレーション技術
津波の伝播・変形・遡上・氾濫・作用波圧を再現
海底地震が発生し、断層上の海域（波源）において形成された水位の変動は、周囲に伝播し津波となります。そして津波は大洋を渡り、海底地形の影響を受けて変形し、沿岸に来襲します。津波シミュレーション技術は、波源から遡上までの広域な津波の運動を解析する「津波伝播解析※1」、沿岸陸域への津波氾濫を詳細に解析する「津波氾濫解析※2」、構造物周辺での津波の変形や構造物への波圧波力などの作用を解析する「数値波動水路／水槽※3」から構成されます。鹿島では、これらのシミュレーション技術と津波水理実験技術を組み合わせ、津波による被害を推定し、被害を低減するための対策を提案します。
※1 東北大学より導入したTUNAMIを鹿島で改良して使用
※2 中部大学と鹿島にて共同開発したシステムを使用
※3（財）沿岸技術研究センターのCADMAS-SURFを使用
陸上へ遡上する津波のシミュレーション結果の可視化例
- キーワード
- 津波、津波伝播解析、津波氾濫解析、数値波動水路／水槽、津波波圧･波力、数値シミュレーション、津波対策
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特長・メリットココがポイント
津波伝播解析により広域の津波変形を解析
- 海底地震発生直後における波源の水位変動量を初期条件に、津波の伝播を数値モデルにより解析します。
- 海底地形データ・地震断層データなどの入力条件を用いて実行します。
- 広い領域を粗い計算格子で解き、対象とする領域を詳細な計算格子で解くネスティング計算により、効率の良い解析が可能です。
- 対象とする海域における最高津波水位、津波の到達時間を得ることができます。
- 津波の陸上への遡上を考慮することができるため、遡上範囲の変化、浸水深の変化などを得ることができます。
- CGを用いて、解析結果をわかりやすく動画として表示することが可能です。
海底地震発生直後における波源の水位変動量（初期条件）
東北地方太平洋沖地震津波 藤井・佐竹モデル
最高津波水位の計算例 東北地方太平洋沖地震
津波氾濫解析システムにより、沿岸地域、沿岸域の工場敷地の氾濫状況の評価が可能
- 対象とする地域における、水位変化、流速の変化を知ることができます。
- 防潮堤の越水や取放水施設、排水施設を通した水の運動を評価することができます。
- 津波波圧評価式により波圧の評価も可能です。
- CGを用いて、解析結果をわかりやすく動画として表示することが可能です。
溢流による氾濫解析の計算例（水理実験の再現）（動画：43秒／音なし）
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数値波動水路／水槽技術により、構造物周辺の津波変形・作用波圧の評価が可能
- 構造物や建物の詳細な形状データを用いて、数値実験を実施します。
- 構造物や建物周辺の津波の変形や作用波圧を評価可能です。
- 津波水理模型実験と組み合わせことにより信頼性の高い評価が可能です。水理模型実験結果の解釈、補間にも用いることができます。
- CGを用いて、解析結果をわかりやすく動画として表示することが可能です。
数値波動水槽による計算例1（津波避難ビルに作用する津波の検討）（動画：41秒／音なし）
数値波動水槽による計算例2（津波避難ビルに作用する津波の検討）
（動画：46秒／音なし）※時刻は模型値
学会論文発表実績
- 「数値波動水路の段波実験への適用」，海洋開発論文集，第17巻，2001年
- 「津波伝播シミュレーション」，鹿島技術研究所年報，第56号，2008年
- 「津波氾濫解析の水理模型実験による検証」，鹿島技術研究所年報，第60号，2012年
- 「津波氾濫シミュレーションの水理模型実験による検証」，土木学会論文集B3（海洋開発），2013年