2014 Fiscal Year Annual Research Report
海洋波に受動応答する越波低減浮体パネルFORROWの開発
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25630207
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
川崎 浩司 名城大学, 理工学部, 特任教授 (20304024)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 越波低減工法 / 浮体パネル / 直立護岸 / 高潮 / 高波 / 多相流モデル / 越波低減性能 / 作用波圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)3次元固気液多相乱流数値モデルDOLPHIN-3Dの高度化と3次元数値流体力学ツールOpenFOAMの有用性
DOLPHIN-3Dにおける異相界面の捕獲手法の高精度化と質量保存性の向上を目指し，高精度界面捕獲法THINC/WLIC法を導入した新しいDOLPHIN-3Dを構築した．そして，THINC/WLIC法を導入したDOLPHIN-3Dを水柱崩壊問題に適用することにより，非常に高い質量保存性を有することを確認した．さらに，段波と矩形剛体の衝突・漂流問題に適用した結果，同モデルは剛体に作用する圧力を良好に再現するとともに，段波の矩形体衝突時における水塊の跳ね上がりも表現可能となり，異相界面の捕獲精度の向上が認められた．また，OpenFOAMを用いて，遡上津波－構造物衝突問題に関する既往実験の再現計算を行った．その結果，砕波や段波の衝突時の跳ね上がり等，平面2次元モデルでは解析できない3次元現象を捉えることができ，OpenFOAMの有用性を検証した．また，構造物に作用する波圧についても，計算結果と実験結果の比較から，OpenFOAMの妥当性を検証した．
(2)浮体パネルの越波低減性能の総合評価
規則波動場および不規則波動場を対象に，平成25年度に実施した浮体パネルの越波低減性能に関する水理模型実験のデータ整理を行うとともに，DOLPHIN-3Dを用いた浮体パネルと波の相互作用に関する計算結果を，直立護岸のみの場合と直立護岸前面に浮体パネルを設置した場合に対して比較検討することにより，浮体パネルの越波低減性能を評価した．また，浮体パネルの上下運動に関する基本的性質（振幅の増大率と位相遅れ）を理解するために，理論的アプローチとして，浮体パネルに作用する6つの力の動的なつり合い式から運動方程式を誘導し，同方程式を解くことで入射波周期と浮体パネルの固有周期の関係を導出した．
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