Long term projection of storm surge inundation using upscaling and adaptive mesh refinement

使用放大和自适应网格细化对风暴潮淹没进行长期预测

• 批准号: 19J22429
• 负责人: 福井 信気
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22429/
• 关键词: 高潮; 浸水; 市街地; 解適合格子法; 津波; 地形アップスケーリング; 抗力

項目(1)で都市浸水に適した数値モデルの開発（項目(1-A) 解適合格子法を用いた高潮浸水モデルの開発，項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発）を行う．項目(2)では，最新の気候予測計算を外力として，様々な温暖化シナリオのもと長期積分を実施し，全国スケールでの高潮浸水被害の将来予測を行う．計算結果をもとに，我が国の高潮災害の脆弱域および適応策について評価する．今年度は，全体計画の中の項目(1-B)と(2-A)について研究を行った．項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発：1-2年次に開発した都市域を対象とした津波浸水モデル，平均化建物抗力モデル(iDFM: individual Drag Force Model; 現在英文ジャーナルに投稿し，査読後修正中)を高潮モデルSuWAT(Kim et al., 2015)に適用し，実イベント検証として，2013年台風Haiyanによるレイテ島都市域の再現計算を行った結果，浸水範囲と浸水深について痕跡調査結果との再現性が良好でiDFMの高潮への適用可能性も示された．項目(2) 高潮の全国評価：前述の高潮モデルSuWATとiDFMに解適合格子法（項目(1-A)にて検討）を用いた高潮モデルGeoClaw (Mandli et al., 2014)を単方向結合することにより，異なるスケールを持つ日本広域での高潮の発生から市街地の浸水までを効率的に計算する手法を確立し，全国スケールでの高潮浸水評価の基礎となるモデルを構築した．この手法に基づき，台風Hagibisの擬似温暖化実験による台風気象場(気圧・風速)を外力とし，日本の近海における高潮の発生から東京湾沿岸における高潮の浸水までの計算を行った．計算結果は，高解像度モデルを真値として比較検討を行い，大局的な浸水範囲の変化と最大値の再現性について概ね良好な結果が得られた．

项目（1）将开发适合城市洪水的数值模型（项目（1-A），以使用解决方案拟合晶格方法，项目（1-B）开发出一种高压淹没模型，以开发一种在城市地区进行洪水现象的粗糙渗透方法）。在第（2）项中，在各种全球变暖方案下，使用最新的气候预测计算作为外力进行长期整合，并在全国范围内对风暴激增淹没损害的未来预测。根据计算结果，我们将评估日本风暴潮汐灾难的脆弱区域和适应措施。今年，我们在整个计划中对项目（1-B）和（2-A）进行了研究。 Item (1-B) Development of a method for coarse-graining methods for flooding phenomena in urban areas: The tsunami flooding model and averaged building drag model (iDFM: individual Drag Force Model; currently posted in an English journal and is being revised after peer review) was applied to the storm tide model SuWAT (Kim et al., 2015), and as a test of the actual event, the calculation of the urban area of​​ ​​Leyte Island was performed by the 2013年台风Haiyan，以及洪水区域和淹没深度的痕量调查结果的可重复性被证明是好的，并且将IDFM应用于高潮的可能性。第（2）项国家风暴潮评估：通过单向结合风暴浪潮模型地理爪（Mandli等，2014），使用解决方案拟合的晶格方法（在项目（1-A）中进行了检查）和上述风暴潮模型SUWAT和IDFM，我们建立了一种有效地范围内的洪水范围的模型，并在范围内进行了不同的范围，该模型与风暴的发生量相同。将作为评估风暴潮的基础。基于这种方法，我们在台风hagibis的模拟变暖实验中使用了台风气象站（大气压力和风速）作为外力，并计算出日本靠近水域在东京湾海岸沿线泛滥的潮汐泛滥的潮汐泛滥的结果。比较了计算结果并使用高分辨率模型作为真实值进行了检查，并且对于洪水范围的变化以及最大值的可重复性，获得了良好的结果。

项目成果

沿岸域の市街地模型を用いた津波浸水実験とその解析

基于沿海城市模型的海啸淹没实验及其分析

• 发表时间: 2019
• 作者: Nobuki Fukui;Nobuhito Mori;Che-Wei Chang;Yu Chida;Tomohiro Yasuda;Takashi Yamamoto;Andrew Kennedy;Zhongduo Zhang;Andrew Copp;福井信気;福井信気
• 通讯作者: 福井信気

Variations in Building-Resolving Simulations of Tsunami Inundation in a Coastal Urban Area

沿海城市地区海啸淹没的建筑解析模拟的变化

• DOI: 10.1061/(asce)ww.1943-5460.0000690
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of waterway port coastal and ocean engineering
• 影响因子: 2.2
• 作者: Fukui, N.;Chida, Y.;Zhang, Z.;Yasuda, T.;Ho, T.-K.;Kennedy, A.;Mori, N.
• 通讯作者: Mori, N.

NUMERICAL MODELING OF TSUNAMI INUNDATION OVER A COASTAL CITY USING SUB-GRID SCALE DRAG FORCE MODEL

使用次网格尺度阻力模型对沿海城市海啸淹没进行数值模拟

• DOI: 10.2208/kaigan.75.i_391
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)
• 作者: Fukui;N.;Prasetyo;A.;& Mori;N.;福井信気・森信人・Katsuichiro GODA
• 通讯作者: 福井信気・森信人・Katsuichiro GODA

Numerical Modeling of Tsunami Inundation in Urban Area using Sub-Grid Scale Drag Force Model

使用次网格尺度阻力模型对城市地区海啸淹没进行数值模拟

• 发表时间: 2019
• 作者: Nobuki Fukui;Nobuhito Mori;Che-Wei Chang;Yu Chida;Tomohiro Yasuda;Takashi Yamamoto;Andrew Kennedy;Zhongduo Zhang;Andrew Copp;福井信気;福井信気;福井信気;福井信気;Nobuki Fukui
• 通讯作者: Nobuki Fukui

サブグリッドスケール建物情報を考慮した台風Haiyanによる高潮浸水計算

考虑次电网规模建筑信息的台风海燕风暴潮淹没计算

• 发表时间: 2022
• 作者: 福井信気;森信人;金洙列;志村智也;宮下卓也
• 通讯作者: 宮下卓也