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Study on longshore sediment transport based on circular wave basin and development of its direct simulation method

Research Project

Project/Area Number 19H02247
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22040:Hydroengineering-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Mizutani Norimi  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10209760)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 友昭  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90569328)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Keywords円形造波水槽 / 沿岸流 / 沿岸漂砂 / 海浜地形変化 / 海岸侵食 / 数値波動水槽 / UAV / らせん波 / 人工リーフ / Webカメラ / 現地観測 / 円形波動水槽 / GNSS測量 / 海浜変形
Outline of Research at the Start

本研究では,端部の影響を受けずに沿岸流・沿岸漂砂を検討可能な円形造波水槽を新たに製作し,円周上に沿って形成した海浜に水槽中央部かららせん波を入射させ,沿岸漂砂を長時間にわたって生じさせる水理実験を行う.これにより沿岸漂砂の実態,特にバー・トラフに代表される特徴的な断面地形が沿岸漂砂に及ぼす影響を明らかにする.さらに,波・構造物・漂砂・海浜変形相互作用の数値モデル(FS3M)を円形造波水槽に拡張し,沿岸漂砂を再現可能なモデルに発展させる.そして,当該数値解析モデルにより海浜地形変化を予測するスキームを構築し,三次元波浪場における海浜変形の直接数値計算手法を確立し,現地海岸への適用を目指す.

Outline of Final Research Achievements

Hydraulic model experiments have been conducted using spiral wave maker and circular wave tank to investigate generation mechanism of longshore sediment transport. In the initial stage, on-offshore sediment transport is developed to form the equilibrium beach profile. Then, the longshore sediment transport is developed by the longshore current which is caused by spacial gradient of the mean water level after wave breaking. This phenomena is confirmed by the behavior of fluoressent sand in the experiments. Flow field is investigated not only in the experiment but also the three-dimensional simulation developed by the present research. In the numerical simulation method, full nonlinear wave field in the circular wave tank and spiral wave maker is simulated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで平面水槽を使った水理実験や現地観測でしか観測できなかった沿岸漂砂について,不透過な側壁の影響を受けることなく,定常的な波を対象に検討することが本研究によって可能となった.特に,沿岸漂砂の生成・発達機構を波動場の特性と関連付けて明らかにしたことは学術的に極めて大きな意義を有する.海岸侵食の問題は地球規模で問題となっている現象であり,様々な対応策がとられてきているが,長期的には十分解決には至っていない.本研究により海岸侵食に特に大きな寄与をしている沿岸漂砂の発生機構が示されたことにより,それを抑えるための有効な工法の確立につながり,海岸侵食の軽減とともに沿岸防災にも大きく資するものである.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] 礫浜構成物を自動分類する ための機械学習モデルの高精度化と現地海岸への適用に関する研究2022

    • Author(s)
      井上雄太,菊雅美,中村友昭,水谷法美
    • Journal Title

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      Volume: 78

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] STUDY ON AUTOMATIC CLASSIFICATION OF GRAVEL BEACH SEDIMENTS USING MACHINE LEARNING2021

    • Author(s)
      宮下侑莉華,菊雅美,中村友昭,水谷法美
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 77 Issue: 2 Pages: I_673-I_678

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_673

    • NAID

      130008113462

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental Study on Spatiotemporal Profile Change in Gravel Beach2020

    • Author(s)
      Kim Shinwoong、Nakamura Tomoaki、Cho Yonghwan、Mizutani Norimi
    • Journal Title

      International Journal of Offshore and Polar Engineering

      Volume: 30 Issue: 3 Pages: 349-356

    • DOI

      10.17736/ijope.2020.hc19

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] REAL-SCALE NUMERICAL ASSESSMENT OF ARTIFICIAL REEF IN IDA BEACH2019

    • Author(s)
      Kim, S., Nehashi, S., Nakamura, T., Cho, Y., Mizutani, N., and Takeuchi, M.
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B3 (Ocean Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_971-I_976

    • DOI

      10.2208/jscejoe.75.I_971

    • NAID

      130007725109

    • ISSN
      2185-4688
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] INVESTIGATION OF RELATIONSHIP BETWEEN WAVE CONDITIONS AND COASTAL IMAGES USING DEEP LEARNING2019

    • Author(s)
      宮下侑莉華,菊 雅美,中村友昭,水谷法美
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B3 (Ocean Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_677-I_682

    • DOI

      10.2208/jscejoe.75.I_677

    • NAID

      130007725028

    • ISSN
      2185-4688
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] STUDY ON OPTIMUM ANALYSIS METHOD OF UAV-SfM/MVS SURVEY AND TOPOGRAPHIC CHANGE CHARACTERISTICS OF GRABEL BEACH2019

    • Author(s)
      菊雅美,森勇人,中村友昭,水谷法美
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B3 (Ocean Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_127-I_132

    • DOI

      10.2208/jscejoe.75.I_127

    • NAID

      130007724922

    • ISSN
      2185-4688
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] STUDY ON LONGSHORE SEDIMENT TRANSPORT USING CIRCULAR WAVE BASIN2019

    • Author(s)
      秋田直輝, 加藤里紗, Hoang Hai DONG, 中村友昭, 水谷法美
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_625-I_630

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_625

    • NAID

      130007730318

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] セマンティックセグメー ションを用いた水際線抽出手法に関する一検討2021

    • Author(s)
      宮下侑莉華,菊 雅美,中村友昭,水谷法美
    • Organizer
      土木学会第76回年次学術講演会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 円形造波水槽の製作および沿岸漂砂機構解明に関する実験的研究2020

    • Author(s)
      秋田直輝,Hoang Hai DONG,趙容桓,中村友昭,水谷法美
    • Organizer
      令和元年度土木学会中部支部研究発表会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ネットワークカメラから抽出した汀線位置とDEMとの関係に関する一考察2020

    • Author(s)
      中山遼哉,趙容桓,菊雅美,中村友昭,水谷法美
    • Organizer
      令和元年度土木学会中部支部研究発表会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] オルソモザイク画像からBASEGRAINによって算出される礫粒径の妥当性2020

    • Author(s)
      井上雄太,菊雅美,中村友昭,水谷法美
    • Organizer
      令和元年度土木学会中部支部研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ディープラーニングにおける波浪状況判別に及ぼす画像撮影方向の影響2020

    • Author(s)
      宮下侑莉華,菊雅美,中村友昭,水谷法美
    • Organizer
      令和元年度土木学会中部支部研究発表会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 海岸画像を用いた深層学習の判別精度向上に関する一検討2019

    • Author(s)
      宮下侑莉華,菊雅美,中村友昭,水谷 法美
    • Organizer
      土木学会第74回年次学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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