2012 Fiscal Year Annual Research Report
砕波帯における長周期変動成分場の広域観測手法の構築とその物理機構の解明
| Project/Area Number |
23686070
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
田島 芳満 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20420242)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | 砕波 / 長周期波 / エッジ波 / 画像観測 / 波動モデル |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、砕波帯周辺における長周期変動成分の生成・伝播過程を定量的に計測可能な現地観測手法の構築，得られた知見に基づく新しい数値モデルの構築，さらに、長周期成分による影響を考慮した新しい波･流れ場の予測技術の構築と，これらによる有効な防災減災対策の考案を目的としている．
前年度には，室内実験と，現地における波高計による観測に基づき，連続静止画像による砕波帯内の画像計測システムを新たに構築し，その妥当性を確かめた．本年度は，砕波帯内における波高計の損傷が厳しかったこと，画像計測システムにより長周期場の推定精度が十分に得られたことを勘案し，画像監視とその結果の分析を重点的に行ってきた．現地観測対象地は相模湾西湘海岸とし、沖合からの来襲波浪の情報を得るために、申請者の所属する東京大学が所有する平塚観測塔に設置した波高計のデータを整理し，画像観測による砕波帯周辺での波浪特性と比較した．その結果，沖合の波浪条件に見られた長周期成分のうち，ある特定の成分が沿岸域で増幅していることなどが明らかとなってきた．
次に前年度に実施した室内実験結果に基づき、特に砕波帯内における長周期変動成分の生成・伝播過程を再現可能な数値波動モデルを構築した。特に砕波モデルについては砕波波峰前面での大規模渦(surface roller)の生成・逸散過程を再現するモデル化を試み，その妥当性を断面二次元水槽における実験データとの比較に基づき検証した．現在は，反射波が重合する複雑な場にも適用可能なモデルへの拡張を行っている．次年度は拡張したモデルを現地条件に適用し，観測結果と数値解析に基づき対象地点における被災外力の集中機構を明らかにするとともに，有効な減災防災対策を講じる．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
想定していたよりも，現地に設置した波高計の損傷度が大きかったため，当初予定よりも画像監視システムに重点を置いているものの，画像システムについては十分な観測精度が得られていることもあり，研究計画全体としては，概ね当初の予定通りに研究成果が出ている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
構築した現地観測を継続的に実施してデータを蓄積するとともに、スペクトル解析を中心とした取得データの分析を実施する。特に、西湘海岸・大磯海脚による地形急変部における長周期変動成分の応答特性について、長周期変動成分の位相関係から分析を進める。
前年度に構築した数値モデルを平面２次元場へ拡張し、実際の西湘海岸地形に適用して数値解析結果を観測データと比較する。この際計算された通常波および長周期変動成分の波高分布のみではなく、それらの位相関係を比較することにより、特に沿岸方向への長周期変動成分の応答特性を検証する。既往の砕波モデルでは、波峰の断面形状の情報が必要になるなど、平面2次元場への拡張が難しいものが多い。本研究ではSurface Rollerの生成・伝播を考慮した砕波減衰モデルを新たに構築するが、開発当初より平面２次元場への拡張を念頭においた開発を進める。
最後に妥当性の確認された数値モデルを用いた数値実験を行い、長周期変動成分と通常波浪成分との相互干渉を考慮した場合の外力場集中機構の軽減対策を考案する。具体的な対策案は、現地観測および数値実験結果に基づいて考察されるべきであるが、申請者らの被災調査で見られた沿岸方向への長周期変動成分の反射・合成の軽減を勘案すると、沿岸方向に長く伸びた消波構造物や、突堤、潜堤などとの組み合わせが効果的な対策案候補として考えられる。上記の数値モデルの構築では、これらの予想される対策案を念頭におき、護岸だけではなく消波構造物や没水型の潜堤などによる波・流れ場への影響を算定可能なモデルにする。
|
