平成３０年度研究プロジェクト年次報告書

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様式

令和元年７月１６日

平成３０年度研究プロジェクト年次報告書

１．研究プロジェクト概要

研究プロジェクトの名称津波災害の解析と安全システム構築に関する研究研究ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ･ﾘｰﾀﾞｰ部局・専攻

・氏名海事科学研究科・海事科学専攻・西尾茂

当該年度

研究員数 11人（学術研究員，学振特別研究員（DC1, DC2は除く），外国人招へい研究員等）

外部資金獲得実績

科学研究費補助金 13,080 千円，受託研究経費 22,263 千円，

奨学寄附金千円，その他（千円）

特許出願件数

２．構成員とその役割分担

氏名部局・専攻

西尾茂海事科学研究科・海事科学専攻

田中直樹海事科学研究科・海事科学専攻

阿部晃久海事科学研究科・海事科学専攻

平山勝敏海事科学研究科・海事科学専攻

竹林幹雄海事科学研究科・海事科学専攻

藤本昌志海事科学研究科・海事科学専攻

勝井辰博海事科学研究科・海事科学専攻

橋本博公海洋底探査センター

林美鶴内海域環境教育研究センター

飯塚敦都市安全研究センター

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横川三津夫先端融合研究環

３．研究成果の概要等について

本研究は、津波に起因する災害の分析及び被害低減を目的として、工学と数理科学の発展的融合により、災害科学に関する拠点形成を目指してきた。当初、研究プロジェクトは、災害発生と発生から1年以内に必要とされる事項を8分野に分類し、技術発展ならびに対応策の策定に取り組んだ。この中で、特に研究は進展した4分野について、平成30年度の研究成果の概要を示す。

(1) 津波の伝播と遡上に関する研究

津波の陸域への遡上範囲の予測は、来襲する津波の大きさ及び到達時間の予測とともに、人命を守る避難計画の策定や警報の発令、更に、それらの信頼性を確保する上で、最も基本的かつ重要な技術の一つである。本プロジェクトでは、プロジェクト開始当初から積極的にこのテーマに取組み、成果を挙げてきた。技術開発当初は、基本的な遡上メカニズムの分析とシミュレーションへの組み入れに取組み、水底の摩擦が遡上に与える影響を正しく評価することにより、より正確な遡上予測をシミュレーションで実現するに至っている。平成30年度には、高知市の市街地などを対象に実践的な計算を可能にしており、今後の発展が期待される。

(2) 津波来襲時の船舶挙動の解析

研究プロジェクト開始当初は、津波来襲時の船体挙動を大まかに捉えるのみであった。しかし、同分野の構成員の補強とともに、粒子法などのより複雑なシミュレーション技術を取り入れることに成功し、船舶の陸域への乗り上げや岸壁との相互干渉の分析を実施し、研究成果を挙げてきた。この成果は、学会でも高く評価され、Yoneda, Hashimoto, Kobayashi (2018) に航海学会から論文賞*が授与されるに至った。

*平成29年度日本航海学会論文賞、2018年6月

(3) 救助／救援経路探索に関する基礎研究

経路探索に関する研究は、数理科学的アプローチにより研究が進められてきた。救援物資の輸送に関わる課題では、複数の輸送手段の連携や災害による道路の障害などを取り入れる、複雑な問題にも対応する技術の開発に取り組んできた。これらの成果は学会でも高く評価され、２つの優秀論文賞**を受賞するに至っている。

**FIT船井ベストペーパー賞、2018年9月 PRIMA2018 Best Paper Award, 2018年10月

(4) 環境インパクト評価に関する研究

環境インパクト評価に関する研究は、津波来襲時の大阪湾の流動予測及び分析から

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始まり、研究プロジェクトでは多くの研究成果を挙げてきた。その中でも、湾内底質の巻上げによる環境汚染に着目し、汚染発生メカニズムとその影響範囲、さらに環境インパクト評価を行ってきた。底質に含まれる重金属の拡散については、新聞***でも大きく取り上げられ、社会的にも注目を集める研究成果となっている。

***読売新聞、2018年5月、津波大阪湾の重金属拡散

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４．論文・著書

4.1 International Journals

Study of Sterilization Effects on Marine Vibrio sp. using Interaction of Cavitation with Shock Wave in a Narrow Water Chamber, （国際共著）

Wang J., Abe A., Koita T., Sun M., Wang Y., Huang C., Journal of Applied Physics 124, 213301, pp.1-11, 2018.

（DOI:10.1016/j.ultsonch.2018.10.001）

A Theoretical Model to Estimate Inactivation Effects of OH Radicals on Marine Vibrio sp. in Bubble-Shock Interaction, （国際共著）

Huang Y., Wang J., Abe A., Wang Y., Du T., Huang C., Ultrasonics sonochemistry, S1350-4177 (18) 30880-0, 2018.

（DOI:10.1016/j.ultsonch.2018.10.001）

Chenguang Huang, Sequential observation of rebound shock wave generated by collapse of vapor bubble in BOS system,

Wang J., Abe A., Nishio S., Wang Y., （国際共著）

Journal of Visualization, Vol.21, Issue 5, pp 695–710, 2018.

(DOI10.1007/s12650-018-0488-0)

Statistical validation of a voyage simulation model for ocean-going ships using satellite AIS data,

Fujii, M., Hashimoto, H., Taniguchi, Y., Kobayashi, E.,

Journal of Marine Science and Technology, First online, 2019.

(DOI: 10.1007/s00773-019-00626-3)

Automatic collision avoidance of multiple ships based on deep Q-learning,

Shen, H., Hashimoto, H., Matsuda, A., Taniguchi, Y., Terada, D., Guo, C., （国際共著）

Applied Ocean Research, Vol.86, pp268-288, 2019.

（DOI: 10.1016/j.apor.2019.02.020）

Prediction of Parametric Rolling in Irregular Head Waves, Contemporary Ideas on Ship Stability -Risk of Capsizing-,

Hashimoto, H., Umeda, N.,

Fluid Mechanics and its Applications, Vol.119, pp.275-290, 2019.

(DOI: 10.1007/978-3-030-00516-0_16)

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An Experimental Study on Characteristics of Rolling in Head Waves for a Vessel with Nonlinear GZ-curve, Contemporary Ideas on Ship Stability -Risk of Capsizing-,

Fluid Mechanics and its Applications, Vol.119, pp.491-505, 2019.

Katayama, T., Miyamoto, S., Hashimoto, H., Tai, Y., (DOI: 10.1007/978-3-030-00516-0_29)

Experimental Validation of Smoothed Particle Hydrodynamics on Generation and Propagation of Water Waves,

Trimulyono, A. Hashimoto, H., （国際共著）

Journal of Marine Science and Engineering, Vol.7, 17, 2019.

（DOI: 10.3390/jmse7010017）

Estimate of Water Quality Change in Osaka Bay Caused by the Suspension of Marine Sediment with Mega Tsunami,

Hayashi, M., Nakada, S., Koshimura, S., Kobayashi, E.,

Oceanography Challenges to Future Earth (in: Komatsu T., Ceccaldi HJ., Yoshida J., Prouzet P., Henocque Y., (eds.) ), .pp.45-54. 2019.

(DOI: 10.1007/978-3-030-00138-4 5)

Port resolving, tsunami, and tide simulation to locate “tsunami vortexes” for safe vessel evacation planning,

Nakada, S., Hayashi, M., Koshimura, S., Kobayashi, E.,

International Journal of Modeling, Simulation and Scientific Computing. Vol.09, No.03, pp.1-14, 2018.

(DOI: 10.1142/S179396231840007X)

Capillary zone electrophoresis determination of fluoride in seawater using transient isotachophoresis,

Fukushi, K., Fujita, Y., Nonogaki, J., Tsujimoto, J., Hattori, T., Inui, H., Beškoski, V. P., HOTTA, H., Hayashi M., Nakano, T., （国際共著）

Analytical and Bioanalytical Chemistry, Vol.410, No.6, pp.1825-1831. 2018.

(DOI: 10.1007/S00216-017-0838-0)

Privacy Stochastic Games in Distributed Constraint Reasoning,

Savaux, J., Vion, J., Piechowiak, S., Mandiau, R., Matsui, T., Hirayama, K., Yokoo, M., Elmane, S., Silaghi, M., （国際共著）

Annals of Mathematics and Artificial Intelligence, in press, 2019.

(DOI:10.1007/s10472-019-09628-8)

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DSSA+: Distributed Collision Avoidance Algorithm in an Environment where Both Course and Speed Changes are Allowed, TransNav,

Hirayama, K., Miyake, K., Shiota, T., Okimoto, T.,

International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol.13, No.1, pp. 117-124, 2019.

(DOI:10.12716/1001.13.01.11)

4.2 学会論文集（和文）

【該当論文なし】

4.3 Proceedings of the International Symposiums

Experimental Study on Interaction of Multiple Cylindrical Bubbles with Underwater shock wave,

Wang J., Abe A., Wang Y., （国際共著）

Proceedings of the 10th International Symposium on Cavitation (CAV2018), ID5-0109, pp.1-4, 2018, Baltimore, USA.

Direct estimation of natural roll frequency using onboard data based on a Bayesian modeling procedure,

Terada,D., Hashimoto, H., Matsuda, A., Umeda, N.,

Proceedings of the 13th International Conference on the Stability of Ships and Ocean Vehicles, pp.517-529, Sep., 2018, Kobe, Japan.

Some remarks on EFD and CFD for ship roll decay,

Hashimoto H., Omura, T., Matsuda, A., Yoneda, S., Stern, F., Tahara, Y., （国際共著）

CFD prediction of wave-induced forces on ships running in irregular stern quartering seas, Hashimoto, H., Yoneda, S., Omura, T., Umeda, N., Matsuda, A., Stern, F., Tahara, Y.,

（国際共著）

Improvement of Broaching Prediction Method by System Identification Using CFD, Mizumoto,K., Araki, M., Stern, F., Hashimoto, H., Umeda, N., （国際共著）

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An overview of the current research on stability of ships and ocean vehicles,

Themelis, N., Manderbacka, T., Bačkalov, I., Boulougouris, E., Eliopoulou, E., Hashimoto, H., Míguez González, M., Konovessis, D., Leguen, J., A. Rodríguez, C., Rosén, A., Ruponen, P., Shigunov, V., Schreuder, M., Terada, D., （国際共著）

Bounded Approximate Algorithm for Probabilistic Coalition Structure Generation, Matsumura, K., Okimoto, T., Hirayama, K.,

Proceedings of the 21st International Conference on Principles and Practice of Multi-Agent Systems (PRIMA-2018), pp.123-139, October 2018, Tokyo, Japan.

(DOI:10.1007/978-3-030-03098-8_8)

＊Received the Best Paper Award

Probabilistic Coalition Structure Generation,

Schwind, N., Okimoto, T., Inoue, K., Hirayama, K., Lagniez, J.M., Marquis, P., （国際共著）

Proceedings of the 16th International Conference on Principles of Knowledge Representation and Reasoning (KR-2018), pp.663-664, October 2018, Tempe, Arizona, USA.

The Evaluation Method of the Hydrodynamic Frictional Resistance for the Painted Rough Surface,

Katsui, T., Tanaka, H.,

Proc. of the ASME 2018 International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2018), OMAE2018-77693, CD-ROM, June, 2018, Madrid, Spain.

Performance Evaluation of a Vector Supercomputer SX-Aurora TSUBASA,

K. Komatsu, S. Momose, Y. Isobe, O. Watanabe, A. Musa, M. Yokokawa, T. Aoyama, M. Sato, H. Kobayashi,

Proc. of the Inter. Conf. for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis (SC ’18), pp. 54:1-54:12, November 11-16, Dallas, Texas, U.S.A. (2018)

4.4 学会講演論文集（和文）

キャビテーション噴流の壊食に及ぼす水中衝撃波の効果に関する研究, 玉木雄祐，阿部晃久，下川朋之,

第 88 回マリンエンジニアリング学術講演会講演論文集, pp.77-78, 2018 年 10 月, 岡山.

キャビテーション噴流中のリバウンド衝撃波の船底付着物除去効果に関する研究, 玉木雄祐，阿部晃久，下川朋之,

平成 30 年度衝撃波シンポジウム講演論文集, P-03, pp.1-4, 2019 年 3 月, 横浜.

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格子ボルツマン法による浮遊物体を含む津波の大規模シミュレーション，

河原敦，渡辺勢也，青木尊之，橋本博公，

第32回数値流体力学シンポジウム，2018年12月，東京．

傾斜環境下の実船における乗客避難実験（一次報告），

橋本博公，宗末尚大，武田信玄，口木裕介，

日本船舶海洋工学会講演会論文集，Vol.27，pp.483-486，2018年11月，千葉．

船体傾斜を考慮した乗客避難解析，

武田信玄，口木裕介，橋本博公，宗末尚大，

日本船舶海洋工学会講演会論文集，Vol.27，pp.487-490，2018年11月，千葉．

分散最適化アルゴリズムによる自律編成型艦隊制御に関する一考察，

塩田知広，宮家昴希，平山勝敏，沖本天太，

情報処理学会第81回全国大会講演論文集，2019年3月，福岡．

速度制御を考慮に入れた分散衝突回避アルゴリズム，

宮家昴希，平山勝敏，塩田知広，沖本天太，

情報処理学会第81回全国大会講演論文集，2019年3月，福岡．学生奨励賞

不確実性を考慮したタイプ付き提携構造形成アルゴリズム，

藤本真育，沖本天太，平山勝敏，

エージェントのタイプに基づく制限付き提携構造形成問題，

加藤浩晃，沖本天太，平山勝敏，

MC-netsにおける利得分配問題の最小コアを求める複数制約生成法，

小浦隆之，平山勝敏，沖本天太，

スポーツ・スケジューリング：ミニバスケットボールにおけるリーグ戦作成問題，

西村一輝，沖本天太，平山勝敏，

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0-1整数計画法によるレジリエントなナース・スケジューリング，

吉田基輝，沖本天太，平山勝敏，

レジリエントなナース・スケジューリング問題，

沖本天太，平山勝敏，番原睦則，井上克巳，

第17回情報科学技術フォーラム（FIT-2018）講演論文集，2018年9月，福岡.

エージェントのタイプに基づく確率的提携構造形成問題，

沖本天太，上田俊，平山勝敏，藤本真育，豊島大弥，

第17回情報科学技術フォーラム（FIT-2018）講演論文集，2018年9月，福岡.

※FIT船井ベストペーパー賞を受賞

分散確率的探索アルゴリズムを用いた船舶衝突回避における非協力船舶の影響，

唐渡裕基，平山勝敏，沖本天太，金東均，

2018年度人工知能学会全国大会（第32回） (JSAI-2018) 講演論文集，2018年6月，鹿児島.

確率的な提携構造形成問題における精度保証付き近似解法の提案，

松村昂輝，沖本天太，平山勝敏，

2018年度人工知能学会全国大会（第32回） (JSAI-2018) 講演論文集，2018年6月，鹿児島.

燃料インジェクター内におけるストリングキャビテーションの発生と3次元流場構造の分析，

中村崚登，西尾茂，宋明良，

可視化情報学会誌，Vol.38，Suppl. No.1，USB, 2018年9月，東京．

側方気流を受ける液体噴流の流場構造変化，

宗村宏晃，西尾茂，宋明良，

可視化情報学会誌，Vol.38，Suppl. No.1，USB, 2018年9月，東京．

乱流DNSにおける種々の時間積分スキームの評価，

松﨑継生，岡本直也，横川三津夫，金田行雄，

情報処理学会第166回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会，Vol.2018-HPC-166, No.8, pp. 1-7，2018年9月，札幌

緩和型スーパーノードマルチフロンタル法の最適な緩和パラメータについて，

中野智輝，横川三津夫，深谷猛，山本有作，

情報処理学会第167回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会，Vol.2018-HPC-167, No.25, pp. 1-8，2018年12月，那覇

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4.5 学会誌などでの解説

粒子法を用いた地震動による石油類タンクからの溢流評価，

橋本博公，

安全工学 58, 1, 通巻328号, pp.29-35, 2019.

4.6 著書

可視化情報学会編，PIVハンドブック第2版，2018年，森北出版．

※西尾茂が、編集委員及び著者として参画。担当6章（共著・榊原，pp.202-237），9章（pp.401-403）

（ISBN: 978-4-627-67182-9）

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５．関連活動及び特記事項

（１）受賞

平成29年度日本航海学会論文賞

Yoneda, S., Hashimoto, H., Kobayashi, E.,

Experimental Study on the Wall Effect on Ships during Emergency Unberthing for Tsunami Evacuation,

日本航海学会，2018年6月．

FIT船井ベストペーパー賞

沖本天太，上田俊，平山勝敏，藤本真育，豊島大弥，

エージェントのタイプに基づく確率的提携構造形成問題，

第17回情報科学技術フォーラム／船井情報科学振興財団，2018年9月

PRIMA2018 Best Paper Award

Matsumura, K., Okimoto, T., Hirayama, K.,

Bounded Approximate Algorithm for Probabilistic Coalition Structure Generation, The 21st International Conference on Principles and Practice of Multi-Agent Systems October 2018.

（２）研究集会の開催

講演会名：第12回海事防災研究会日時：2019年2月15日 12:50～17:20 場所：神戸大学深江キャンパス

講師：林美鶴（神戸大学）ほか7名主催：神戸大学海事科学研究科出席者数：32名

講演会名：第4回海洋環境研究集会日時：2018年12月26日

場所：神戸大学深江キャンパス講師：鬼塚剛（瀬戸水研）ほか12名主催：神戸大学海事科学研究科出席者数：45名

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（３）その他，研究プロジェクトの活動と関連のある特記事項 (3.1) 報道

【テレビ報道】

BS朝日，2018年7月8日，「歴天日本の歴史を変えた天気～源平合戦・忠臣蔵～」

※橋本博公がコメント出演した。

【新聞報道】

読売新聞、2018年5月19日夕刊

「津波大阪湾の重金属拡散、神戸大「南海トラフ巨大地震」試算 ※ 林美鶴らのチームがまとめた研究結果が、報道された。

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朝日新聞 2018年7月5日朝刊

科学：「南海トラフ地震の大津波、大阪湾の重金属巻き上げの可能性」

※ 林美鶴らのチームがまとめた研究結果が報道、科学欄で取り上げられた。