1995 Fiscal Year Annual Research Report
回流水槽における流れと風の間の相互作用に関する研究
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07640580
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
水野 信二郎 広島工業大学, 工学部, 教授 (80033835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
埜口 英昭 中国工業技術研究所, 海洋環境制御部, 研究室長
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| Keywords | 抵抗係数,C_D / 粗度パラメータZ_O / 順流のケース / 逆流のケース / 波と流れの間の相互作用 |
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| Research Abstract |
本年度は,水面上を一定風速の風が吹く風洞水槽で,水面下に一様な流れを加えた時,それが風速分布と水面上の波浪の発達特性にどんな影響を与えるかについて詳細な実験を行い,実験結果について検討を加えた.
水面下の流れとしては,1)順流のケース 風と流れの向きが同じ方向の場合.2)逆流のケース 風と流れの向きが逆方向の場合.3)無流のケース 流れを加えず,風のみ吹かれた場合を調べた.
風洞水槽は,呉市の中国工業技術研究所所属の小水槽(50m,幅60cm,高さ:120cm,(風洞部高さ:40cm+水槽部水深:80cm)を使用し,基準風速=8.4m/s,断面平均流速=±10cm/sの下で実施した.主要な研究成果: 1)風速分布:対数風速分布則を水面上の風速分布に適用し,抗力係数C_Dと水面における粗度が実験ケース,フェッチ,水槽の横方向の位置でどう変化するかを詳しく調べた.予想に反して,C_Dは上記の実験ケースにあまり依存度しないと言う結果が得られた.というのは波高の変化には,逆流の場合砕波の可能性が高く,C_Dは増加する筈だからである.また,粗度パラメータはCharnockが用いた無次元量で整理し,Charnockの与えた定数に近いがやや小さく,九大の増田による整理法即ち,波浪の波齢に依存する関係に近い結果が得られた.更に,順流の場合,水槽の中央で全体的に風速分布が他のケースに比べ小さくなると言う新しい成果を得た.2)波高の発達:波浪の逆流で大きく発達し,順流では発達が小さいと言うよく知られた結果を得たが,その差をLonguett-Higginsの「波と流れの間の相互作用」で説明する試みを行ってみた.その理由は波の空間的な発達率が逆流のケースがむしろ小さくなると言う実験結果によるもので,風と波の間の相互作用で両者の差を説明できないためである.
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