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砂地盤の波浪応答における風波と津波の差異とその機構に関する研究

Research Project

Project/Area Number 07J00623
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 水工水理学
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中村 友昭  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords津波 / 数値シミュレーション / 相互作用 / 漂砂 / 地形変化 / 侵食 / 洗掘 / 孤立波 / 局所洗掘 / 遡上津波 / 水理模型実験 / 有効応力 / 流速 / 砂粒子間の拘束力 / 相対平均有効応力比
Research Abstract

本研究では,まず透過性材料の間隙内部を含めた全気液相に適用できるよう一般化したNavier-Stokes方程式に基づく数値波動水槽に,自由表面を追跡するVOF法と漂砂移動に伴う地形変化を計算する移動床モデルの両モジュールをTwo-Wayカップリング手法を用いて組み込むことで新たな数値計算モデルの構築を行った.そして,津波をモデル化した孤立波の作用に伴う海浜断面の地形変化に関する水理実験(Kobayashi・Lawrence,2004)を取り上げ,改良したモデルの再現性を検証するとともに漂砂に関するパラメータの感度分析を行った.その結果,4波目作用後の地形変化を対象に実験値と比較したところ,引き波を過小評価しているために沖での勾配を若干過大評価しているものの,それ以浅での地形変化は汀線の後退量も含め良く一致していることを確認した.また,水位変動の比較においても実験値を再現できていることから,本モデルにより水理実験を精度良く解析できることを明らかにした.また,最も大きな地形変化が生じた1波目作用時の時系列データからは,寄せ波時や引き波の初期段階ではほとんど地形変化が生じないものの,引き波の最終段階で汀線付近の侵食が一気に進行することを確認した.一方,感度分析では,摩擦速度の係数,底質の動摩擦角,海浜内部の地下水面の高さをパラメータとして取り上げ,それらのパラメータが侵食体積,最大侵食深さ,最大堆積高さに与える影響を検討した.その結果,摩擦速度の係数の増加または底質の動摩擦角の減少に伴って底質の移動量が多くなり,侵食体積,最大侵食深さ,最大堆積高さがともに増加することを明らかにした.また,地下水面の高さも地形変化,特に侵食に大きな影響を与え,地下水面がより高い位置にあるときほど侵食体積の増加と最大侵食深さの減少が生じることを示した.

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 地盤内部の応力変動の影響を考慮した漂砂量式を用いた遡上津波による地形変化シミュレーション2008

    • Author(s)
      中村友昭
    • Journal Title

      海洋開発論文集 24

      Pages: 57-62

    • NAID

      130003950793

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 流体・構造連成解析による漂流コンテナの衝突力の算定に関する研究2008

    • Author(s)
      廉慶善
    • Journal Title

      海岸工学論文集 55

      Pages: 281-285

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 遡上津波による陸上構造物周辺の局所洗掘に関する研究2007

    • Author(s)
      中村 友昭
    • Journal Title

      海岸工学論文集 54

      Pages: 856-860

    • NAID

      130003808180

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 体積力型埋め込み境界法に基づく流体・構造連成数値シミュレーションに関する一考察2008

    • Author(s)
      小池竜
    • Organizer
      土木学会第63回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2008-09-12
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Tsunami-induced local scour around a square structure2008

    • Author(s)
      Nakamura, T.
    • Organizer
      Solutions to Coastal Disasters 2008
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      2008-04-14
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 応力変動の影響を考慮した遡上津波による地形変化シミュレーションに関する一考察2008

    • Author(s)
      中村 友昭
    • Organizer
      平成19年度土木学会中部支部
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of pore water pressure on scour-in case of local scour due to runup tsunami2007

    • Author(s)
      Tomoaki Nakamura
    • Organizer
      Coastal Erosion:its Dynamics and Impact to Human Life
    • Place of Presentation
      Pattaya,Thailand
    • Year and Date
      2007-11-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional numerical analysis on runup tsunami deformation around containers on an apron and tsunami induced wave pressure acting on the containers2007

    • Author(s)
      Tomoaki Nakamura
    • Organizer
      Asian and Pacific Coasts 2007
    • Place of Presentation
      Nanjing,China
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 陸上遡上津波による矩形構造物周辺の局所洗掘と砂地盤内部の応力変動に関する一考察2007

    • Author(s)
      中村 友昭
    • Organizer
      土木学会第62回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-13
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Local scour around a square structure due to runup tsunami2007

    • Author(s)
      Tomoaki Nakamura
    • Organizer
      Coastal Structures 2007
    • Place of Presentation
      Venice,Italy
    • Year and Date
      2007-07-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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