2005 Fiscal Year Annual Research Report
高波浪時における波群・長周期波の伝播変形とその予測手法の開発
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17360233
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
喜岡 渉 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10135402)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北野 利一 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00284307)
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| Keywords | 水工水理学 / 海洋工学 / 船舶工学 / 自然現象観測・予測 / 自然災害 / 不規則波 / 長周期波 |
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| Research Abstract |
高波浪時の現地海岸における波群特性や長周期波の存在形態について検討するため,傾斜海浜上を伝播する種々のスペクトル形状をもつ波群の変形をまず水理実験により調べた.高波浪時の波群を想定し,波群中の最大振幅aについての波形勾配kaが0.2以上となるような入射波群を主として用いた.斜面各点の波群形,包絡波形,長周期成分,振幅スペクトルおよび最大振幅の変化の様子を詳細に調べ,斜面上を伝播する波群変形に及ぼす非線形性,分散性の影響について整理した.3次オーダーのZakharov方程式を用いた系統的な数値計算を行い,斜面上を伝播する波群変形に対する非線形波動モデルの適用性についても調べた.
本研究で得られた主要な結論は次の通りである。
1.初期波形勾配の大きい波群はすべての実験ケースにおいて浅海域(個々波が砕波するより前)で扁平化し,それに伴い最大波高の変動は有限振幅波理論の浅水変形にも従わなくなる.
2.扁平化の度合いは波形勾配が大きいケースほど著しいが,初期スペクトルの形状による差異は比較的小さい.初期スペクトルよる差異は,個々の成分の位相差に現れ,その結果,見かけ上の振幅変調が小さく現れる場合がある.
3.長周期帯のスペクトルを比較すると,初期波形勾配(初期最大波高)とともに増加するが,ある程度以上の波形勾配になると逆に減少する.
4.Zakharavo方程式による計算結果は,全てのケースにおいて砕波点付近までのスペクトル変動をよく再現している.しかし,相対水深が非常に小さくなると計算は発散して,強非線形の波に対しては数値解を得ることはできなかった.
波群・長周期波の空間スケールは大きく,室内実験での再現は精度上限界があることから,現地観測データを用いたより詳細な検討が不可欠であり,観測システムの準備作業を行った.
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