非線形不規則波浪作用下の海浜変形予測モデルの開発に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450186
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 晃 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80011138)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 淳 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (50292884) ; 佐藤 愼司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90170753) ; 磯部 雅彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (20114374)
• Keywords: 多方向不規則波 / 海浜変形 / 海浜流 / 砕波モデル / 遡上域 / 数値モデル / 多方向不規則波造波装置 / 非線形緩勾配方程式

Research Abstract

本研究は,作用波浪の多方向不規則性と非線形性の両者を考慮した,精度と実用性の高い海浜変形数値予測モデルを開発することを目的としている.磯部が開発した非線形緩勾配方程式に砕波点を自動的に判定できる砕波減衰項を組み込むことにより,進行波性の砕波変形に関しては自動的に計算を行うことが可能となった.特に非線形緩勾配方程式においては従来再現が困難であった,砕波減衰後のwave setupに関しても精度よく再現することが可能となった.多方向不規則波の砕波に関しては,多方向性および不規則性の影響を表すパラメターをそれぞれ導入することによって,砕波指標に関する基礎的検討を行った.さらに,砕波には進行性のものと重複性のものが存在することに着目し,これらいずれにも対応可能な砕波指標のプロトタイプを提案した.岸側境界条件に関しては,多方向不規則波モデルにおける遡上域の扱いが可能なように改良し,一様斜面上の長波に関する解析解や実験結果との比較を行うことで,その妥当性を検証した.一方,Boussinesq方程式に,砕波減衰項,水平拡散項,及び底面摩擦項を組み込むことにより,波浪場と海浜流場を同時に計算可能なモデルを構築した.さらに底面流速の非対称性および流れの共存を考慮し更に平面2次元に拡張されたDibajnia・Watanabeの漂砂量算定式を組み込んだ地形変化予測モデルを構築した.これらを組み合わせることで,多方向不規則波浪場における海浜地形変化予測モデルのプロトタイプを提案した.多方向不規則波平面水槽を用いた離岸堤周りの地形変化実験を行うことで,本モデルの妥当性を検証した.

Research Products

• [Publications] 大橋弘明,有川太郎,磯部雅彦,渡辺晃: "多方向不規則波の砕波条件に関する実験的研究"海岸工学論文集. 47. 66-70 (2000)
• [Publications] 有川太郎,磯部雅彦: "非線形緩勾配方程式を用いた砕波・遡上計算モデルの開発"海岸工学論文集. 47. 186-190 (2000)
• [Publications] Zakaria A.Elnaggar,渡辺晃: "砕波帯内外の波動流速の変化と戻り流れの分布の数値計算"海岸工学論文集. 47. 96-100 (2000)
• [Publications] 佐藤愼司,田中正博,樋川直樹,渡辺晃,磯部雅彦: "混合砂の移動機構に基づくシートフロー漂砂量算定式の提案"海岸工学論文集. 47. 486-490 (2000)
• [Publications] 田中正博,井上亮,佐藤愼司,磯部雅彦,渡辺晃,池野正明,清水隆夫: "2粒径混合砂を用いた大型海浜断面実験と粒径別漂砂量の算出"海岸工学論文集. 47. 551-555 (2000)