1997 Fiscal Year Annual Research Report
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08650615
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
服部 昌太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (90055070)
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| Keywords | 波打ち帯 / 非線形長波 / 砕波 / 底面せん断力 / データ処理 / 模型実験 |
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| Research Abstract |
単一・複合斜面上での遡上波波の運動挙動を把握するため、遡上波水面形の時空間変動記録から連続式を使用して内部平均流速を算定し、非線型長波運動方程式により底面せん断力変動特性を、摩擦係数を介して検討する手法を開発した。算定流速の時空間変動と数値計算結果との一致度は比較的良好で、しかも斜面上での遡上モード遷移を示すbore collapsing過程、流速と底面せん断力との位相差など、波打ち帯内波動場の特徴を良好に捉えることが出来た。
底面せん断力と流速とから算定する非定常摩擦係数は、せん断力の先走り効果のため定常摩擦係数にくらべてReynolds数に対する依存度が強く、遡上波動場時空間変動に対応して変化し、遡上波の打ち上げと打ち下げによって異なることが明らかにされた。特に、これまで十分に解明されていなかったdry bed上での遡上波特性を、底面摩擦特性を介してを定量評価することが可能となった。以上の研究成果によって、斜面上遡上波のモデル化に対する知見が得られた。
固定床に対する研究成果の適用性を検討するため、移動床実験による波打ち帯地形変動と地形変動予測モデルとの比較を行った。予測モデルでは、遡上波による浮遊砂移動のモデル化精度が十分でない。浮遊輸送発生域を、底面せん断力に基づくShields数ψ=0.8〜1.0を閾値として判定することにより、遡上波の打ち上げと打ち下げによる底質移動の違いが、精度よく評価されることが分かった。その結果、せん断力モデル、例えば佐藤らの予測モデル、を波打ち帯域にまで拡張使用しうることが可能となった。
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[Publications] 郷農・服部・杉本: "斜面上遡上波の運動機構に関する実験的研究" 土木学会海岸工学論文集. 43. 141-145 (1996)
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[Publications] 有村・服部・内田: "波打ち帯の底質輸送と海浜変形の実験的研究" 土木学会海岸工学論文集. 43. 516-520 (1996)
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[Publications] 佐藤・服部: "波打ち帯の底質輸送と海浜地形変化の実験的研究" 第25回土木学会関東支部技術研究発表会講演概要集. 220-221 (1998)
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[Publications] 内田・服部: "遡上域での底面せん断力" 第25回土木学会関東支部技術研究発表会講演概要集. 222-223 (1998)
