2006 Fiscal Year Annual Research Report
暴風波浪下に発達する気液混相波浪の衝撃砕波圧応答モデルの構築
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18760368
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡部 靖憲 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20292055)
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| Keywords | 衝撃砕波力 / ジェットの分裂 / 混入空気 |
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| Research Abstract |
[要素研究1]暴風下の気液界面相互作用と衝撃砕波圧発生過程を解明するための砕波数値モデルの導入
既に開発している自由水面の境界条件を厳密に満足される数値計算コードに申請者が独自に開発している砕波乱流数値モデルを導入し,渦-自由水面相互作用を含む砕波過程を再現し,ジェットの着水から飛沫への分裂過程を再現し検証を行った.暴風波浪の特徴である大規模な砕波を伴った大量の飛沫への分裂について,種々のWeber数,Froude数に対して数値実験を行い分裂時間と飛沫サイズの確率密度分布との関係をモデル化し,サイズスペクトルは対数正規分布で,分裂過程における飛沫体積率は正規分布の確率密度で記述できることを明らかにした.研究成果は,海岸工学論文集に投稿中である.
[要素研究2]気液混在下のデッキスラムによる流体-構造物揚圧衝撃応答の解明のための水理実験
鉛直衝撃力(デッキスラム問題として知られている)が原因と考えられる2004年台風18号による沿岸道路橋崩落事例に基づく,鉛直壁前面の静水位上に固定された水平板下面に働く重複砕波衝撃圧応答特性と構造物と水面で形成された封入空気塊の影響を調査するため,淡水及び海水による水塊落下衝撃力実験を行った.封入空気は衝撃力ピークを著しく減少させ,ジェットの衝突速度の増加と共に振動周波数を増加させる特徴が明らかになった.海水による衝撃力は淡水のそれよりも常に10%程高いが,周波数応答に差異はない.また,生物発光による衝撃力計測の可能性を探る予備実験を行った.研究成果は,海洋開発論文集に投稿中である.
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