2010 Fiscal Year Annual Research Report
砕波混相乱流ダイナミクスに基づく高精度沿岸物質輸送モデルの開発
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22760378
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| Research Institution | Public Works Research Institute |
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Principal Investigator |
大塚 淳一 独立行政法人土木研究所, 寒地土木研究所寒地水圏研究グループ寒冷沿岸域チーム, 研究員 (50540556)
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| Keywords | 砕波 / 乱流 / 大規模渦 / 浮遊砂 / UVP |
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| Research Abstract |
平成22年度は光学的波長選択手法を2台の高速ビデオカメラに適用して砕波帯における流速と浮遊砂速度の同時計測を行い,砕波帯底面近傍で発達する乱れと砕波によって生成される大規模渦が底質の浮遊・拡散に与える影響を評価した.砕波形式が崩れ波砕波の場合,水面に近い領域で乱れが発達するため比較的水深が浅い領域において底面に到達した乱れが底質の浮遊・拡散に寄与する.一方,巻き波砕波の場合,生成される渦のスケールが極めて大きいため比較的水深が深い領域においても底面まで到達した渦が底質の浮遊・拡散に寄与する.大規模渦の生成・発達は時間的・空間的に間欠性が強いため,渦による底質の浮遊・拡散は短時間かつ局所的に行われる.本年度はさらに,光学式濁度計と超音波放射軸上の瞬時流速プロファイルを計測可能なUltrasonic Velocity Profiler (UVP)を適用し,砕波帯における底質の巻き上がり率(Pick-up rate)を計測した.砕波によって生成される渦の影響が小さい位相では,砕波形式に関わらず波峰通過直前の鉛直加速度が最大となる位相と戻り流れ発達時にPick-up rateの増加が顕著となる.今後開発を予定している漂砂を対象とした高精度広域物質輸送モデルのパラメータは本実験で得られた渦・乱れによる底質浮遊量およびPick-up rateに関する情報をベースに決定される.光学式波長選択手法を適用した流速・浮遊砂速度の同時計測手法および光学式濁度計とUVPを適用したPick-up rateの計測手法は,これまで計測が困難であるため不明な点が多かった砕波乱流下における底質浮遊メカニズムの解明に大きく寄与すると考えられる.
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