報告書番号

N10028

タイトル（和文）

数値流体解析を用いた降下火山灰のハザード評価技術に関する調査

タイトル（英文）

Survey of hazard assessment techniques of volcanic ash fall using computational fluid dynamics

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報では，降下火山灰ハザード評価に関連する数値流体解析技術を調査した．その結果，次のような解析モデルの現状を明らかにした：①噴煙柱モデル（1次元モデル，多次元・非定常モデル）と，降下火山灰の沈降・移流・拡散モデル（オイラータイプ，ラグランジアンタイプ）の2種類がある．②前者は噴煙柱内部の運動や火口条件の推定，横風を受ける噴煙柱や火砕流等の現象解明に，後者は地表面での火山灰堆積，大気中の火山灰推定に主として利用される．また，解析モデルの課題として，次のことを明らかにした：①多次元・非定常の噴煙柱モデルは，これを構成する要素モデルの適用性が十分評価されておらず，高度化を行う余地がある．②沈降・移流・拡散モデルは，複雑地形場での精度，拡散係数の設定，噴煙柱評価モデルとの連携法に関して高度化が求められる．③両モデルに共通する課題として，火山灰粒子の非球面・凝集効果，降雨影響のモデル化，気象場の再現性向上を図る必要がある．

概要 （英文）

In this report, techniques of computational fluid dynamics on hazard assessment of volcanic ash fall were surveyed to find following states of simulation models: (1) the models are of two types, i.e., models of volcanic eruption columns (one-dimensional models and multi-dimensional unsteady models), and advection-diffusion-sedimentation (ADS) models of volcanic ash fall (Euler type and Lagrangian type), (2) the former are usually used for estimations of motion inside a volcanic eruption column or eruption conditions, and elucidation of phenomena in a volcanic eruption column affected by a crosswind or a pyroclastic flow, and the latter are utilized for estimations of volcanic ash accumulation on the ground and volcanic ash in the air. Moreover, following problems of these models were revealed: (1) the applicability of element models composing the multi-dimensional unsteady eruption column models have not been fully examined, and there are room for their advancement, (2) the ADS models leave room for improvement in accuracy on complex terrains, setting of diffusion coefficients and linkage methods with eruption column models, (3) both of the eruption column models and the ADS models need the modeling of aspheric surface and aggregation effects of ash particles and improvement in the estimation accuracy of meteorological field.

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