1992 Fiscal Year Annual Research Report
任意境界形状における砕波変形の内部機構とその数値計算手法の開発
Project/Area Number |
03650428
|
Research Institution | KUMAMOTO UNIVERSITY |
Principal Investigator |
滝川 清 熊本大学, 工学部, 教授 (80040450)
|
Keywords | 砕波変形 / 砕波機構 / 数値シミュレ-ション / FEM / SMAC / GSMAC / 砕波波力 |
Research Abstract |
〈実験的研究〉砕波に伴うエネルギ-逸散の機構解明と、その数値解析モデルの検討を目的として、斜面上での進行性砕波、構造物前面での重複性砕波、潜堤上の砕波、また直立円柱に作用する砕波力など、種々の砕波様態に対して、これらの内部諸量を電磁流速計、VTR撮影装置、波高計、波圧計等を用いて詳細に計測した。これらの結果、(1)斜面上での進行性砕波では、流体塊の突入に伴ういわゆるSurface Layerにおける渦度、歪度の発生と消滅およびその時間的・空間的移動がエネルギ-逸散と強い相関がある事等を明確にした。(2)直立壁面上での重複性砕波では、水面下の圧力はよく知られる双峰型の変動を呈し、水面上層部では衝撃波圧の非対称な変動をする。水位最大の直前に最大波圧が生じ、その直後には流体塊は自由落下状態となって壁面には、負圧が発生する。(3)潜堤上での進行波の砕波は、水深の急変により波峰の流体塊が潜堤上に打ち付けられ、水面上層部と潜堤上面に強い渦度の領域が生じ、大きなエネルギ-の逸散がある事が分かった。(4)円柱に作用する砕波波力は、大きな衝撃波力となるが、その鉛直分布および時間的変動は、水面波形からDeanの流れ関数により推定した流速をMorison公式に用いて近似算定可能である事等を明らかにした。 〈理論的研究〉砕波時さらに流体塊突入後の強いエネルギ-逸散の数値モデルとして、Plandt1型の表現(混合長には渦半径、あるいは速度振幅の概念を導入)、また乱れの急激な変化に対しては歪度の時間変化に比例する表現を実験結果等より考案した。従来のSMAC法に種々の改良を加え、実験と対応した種々の砕波形態を対象にFEM解を初期値として数値シミュレ-ションを行った。実験計測が困難な砕波内部の諸量について検討を行っている。なおGSMAC法の砕波過程計算手法に関しては、その確立を目指して現在も進行中である。
|
Research Products
(4 results)
-
[Publications] Kiyoshi Takikawa: "An Analytical Tochnique for Permeakle Breakwaters using the Boundary Elehnent Method" Engineering Analysis with Boundary Elements. 10-4. 299-305 (1992)
-
[Publications] 滝川 清,三池 亮次,宇治橋 正行: "砕波波力を考慮した円柱骨組構造物の最適設計" 土木学会西部支部研究発表会概要集. 34-35 (1993)
-
[Publications] Kiyoshi Takikawa: "Development of Numerical Analysis System of Deformation and Breaking wave Beach" International Journal for Numerical Methods in Fluids(Arranged Publication).
-
[Publications] 滝川 清: "任意・境界形状における砕波変形過程の内部特性とその数値解析" 土木学会論文集II.