2004 Fiscal Year Annual Research Report
波動・流れ・漂砂・地盤相互作用系としての砕波帯のダイナミックスの構築
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14205072
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
酒井 哲郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (30026182)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 仁志 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40243068)
沖 和哉 京都大学, 工学研究科, 助手 (30293880)
浅野 敏之 鹿児島大学, 工学部, 教授 (40111918)
前野 詩朗 岡山大学, 環境理工学部, 助教授 (20157150)
目見田 哲 関西電力総合技術研究所, シニアリサーチャー
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| Keywords | 波動 / 海底地盤 / 漂砂 / 数値移動床 / 粒子法 / 並列計算 / 砕波・遡上 |
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| Research Abstract |
砕波帯の複雑性の原因は,言うまでもなく砕波自身にある.本来エネルギー散逸を伴わない波動エネルギーが砕波によって乱れエネルギーに変換され,最終的には熱散逸する.砕波によるエネルギー供給は水流を生み,物質輸送を活発化する.このような場では,既往の波・流れや漂砂の数理モデルが有効に機能しないことが危惧される.すなわち,既存のモデルの多くは,水塊分裂・再合体を伴う激しい水面変動には対応が困難であるし,既往の漂砂量式は底面せん断力を外力として定式化されており,例えば巻き波形の砕波で生じるプランジングジェットの砂面への衝突に起因する大規模な砂の巻き上げ等の現象は,想定外である.
さらに遡上域での浸透流の影響や波浪伝播に起因する海底面の作用水圧変動による海底地盤の液状化(流動抵抗の減少)など,砕波帯内の漂砂を取り巻く場は複雑性を極める.本研究では,波動・流れ・漂砂・海底地盤の4者相互作用系としての砕波帯のダイナミックスに対して,多角的なアプローチを行い,統合的な数理モデルの構築を目指す.
本年度は,個別要素法型の数値移動床を並列化して,100万超の粒子数を取り扱える計算コードを構築した.コードは,急勾配の山地河川を対象とした土石流の流動過程に適用され,満砂になった砂防ダムを土石流が越流する過程をシミュレーションした.さらに,土砂堆積層の安定性に対する適用の基礎的検討として,砂地盤深部に発達した空洞の崩壊過程のシミュレーションを3次元モデルにより実施し,地盤内空洞の支持機構を計算力学的に検討した.
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