1993 Fiscal Year Annual Research Report
波浪エネルギーを利用した水位差獲得と水質浄化のための基礎的研究
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05650496
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
小松 利光 九州大学, 工学部, 教授 (50091343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朝位 孝二 九州大学, 工学部, 助手 (70202570)
中村 由行 九州大学, 工学部, 助教授 (90172460)
松永 信博 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (50157335)
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| Keywords | 自然エネルギー / 波浪エネルギー / 沿岸環境 / 水質浄化 / 越波 / 越波堤 / 集波堤 / 人工湧昇流 |
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| Research Abstract |
自然エネルギーを利用して海域で一方向流れを定常的に発生させる技術に開発は、閉鎖性海域の水質浄化や人工湧昇流による漁場開発において非常に有用である。
波浪を人工構造物を用いて越波させ、得られた水位差を利用して一方向の流れを発生させる方法を提案した。そして、より多くの越波量および水位差を得るためには、どのような形状の構造物が効果的であるかという点に主眼をおいて基礎的研究を進めてきた。2次元構造物(越波堤)による水位差獲得の実験においては、越波量が最大となるための越波堤の最適法面勾配thetaは、入射波の沖波波形勾配に多少依存するものの、theta≒30°であることが明らかとなった。さらに、越波堤に集波堤を取り付ければより効果的に水位差を獲得することができるため、V字状集波堤による入射波の増幅率に関する基礎的実験も行った。その結果、集波堤長と沖波波長の比が0.4以下において集波堤内の波は位相を伝播させながら、すなわち進行的に波高を増幅させることが明らかとなった。更に最適法面勾配(theta≒30°)をもつ越波堤にV字状集波堤を取り付けた現実的な形状に対して、越波堤天端高、集波堤の集波比および集波堤長を系統的に変化させた。そして、それぞれの条件における越波量を測定し、その定量化を行った。さらに構造物の設計という立場から、所要越波量に対する三次元構造物の形状の評価を可能にした。
集波堤形状(B_1/B_0,l/L_0)が与えられれば3次元構造物によって獲得される越波量を算定することが可能となった。逆に、卓越波H_0,L_0が既知の海域で一方向流を発生させたい場合、水深やパイプの材質等から必要な天波高hcが求められ、最適なB_1/B_0及びl/L_0が決定できることになる。今後は、種々のH_0/L_0値に対する越波量の評価を試みる予定である。
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