Integration of new analysis method to predict scattering and diffusion of volcanic ejecta into counter measures for prevention against disaster

将预测火山喷发物散射和扩散的新分析方法纳入防灾对策

基本信息

批准号：
22H00248
负责人：
丸山敬
金额：
$ 26.21万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、噴石や火山灰、火山ガスなどの火山噴出物の運動を記述する物理モデルを、非定常な温度流れ場を再現できるラージエディシミュレーションを用いた数値計算法に組み込み、火山周辺の気流場とともに計算で再現できるようにした。これにより、本研究の目的の1つである、「火山噴出物の運動と大気運動を統合的に解析する、新たな火山噴出物の飛散・拡散挙動に関する解析手法の開発」のうち、火山ガスの移流・拡散を火山周辺の流れ場と同時に解析することができるようになった。噴石の飛散計算に関しては、噴石の空力特性を知る必要がある。噴石の空力特性は形状に依存するため、国内外の幾つかの火山の火口付近において噴石を採集し、本研究経費で新たに購入した形状読み取り装置により、噴石の３次元形状を数値データとして読み取った。これにより、不整形な噴石の形状の特徴を明らかにし、空力特性を知るための風洞実験等の基礎資料となるデータが得られた。本研究のもう1つの目的である、「火山災害の防災・減災対応策の実効性向上」に貢献するために、採取した噴石を、ガラスや、瓦など、建築物の外装材に衝突させて、噴石落下時の衝撃力を明らかにした。2023年度には、開発した数値流体解析手法の妥当性や精度検証、さらには、火山噴火のシミュレーションを種々の条件で行い、火山噴出物の気流に及ぼす影響、気流が火山噴出物の飛散や拡散に及ぼす影響などを明らかにするために、水槽を用いた室内実験を予定している。そのため、小型の水槽を作成して予備実験を行い、来年度に向けた実験装置の要求性能の確認、実験方法、計測機器の選定、設置方法などの検討を行った。

今年，我们将描述火山喷出物（如煤渣块、火山灰和火山气体）运动的物理模型纳入使用大涡模拟的数值计算方法中，该方法可以再现不稳定的温度流场。通过计算它。因此，本研究的目标之一是开发一种新的火山喷出物散射和弥散行为分析方法，将火山喷出物运动与大气运动结合起来，现在可以同时分析火山喷出物的平流和扩散。水和火山周围的流场。为了计算煤渣块的散射，需要了解煤渣块的空气动力特性。由于火山块的空气动力学特性取决于其形状，因此我们收集了日本和海外几座火山火山口附近的火山块，并使用本研究经费购买的新型形状读取装置读取了火山块的三维形状作为数值数据。明确了不规则形状煤渣块的特性，为风洞实验和其他空气动力特性实验提供基础数据。为了有助于这项研究的另一个目的，“提高火山灾害防灾减灾措施的有效性”，我们将收集到的火山块与建筑物的外部材料（例如玻璃和屋顶瓦片）进行碰撞。揭示了煤渣块掉落时的冲击力。 2023财年，我们将验证我们开发的计算流体分析方法的有效性和准确性，并且我们还将对各种条件下的火山喷发进行模拟，以检验火山喷出物对气流的影响，以及气流对散射和散射的影响。我们计划利用水族馆进行室内实验，以明确火山喷发物对环境的影响。因此，我们制作了一个小水箱并进行了初步实验，确定了明年实验设备所需的性能，并考虑了实验方法、测量设备选择、安装方法等。