風応力作用下で生起する海浜流の研究

• Project/Area Number: 11650532
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 水工水理学
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松永 信博 九大, (総合)理工学研究科, 助教授 (50157335)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉原 裕司 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (70243970) ; 櫨田 操 日本文理大学, 工学部, 教授 (70131969)
• Project Period (FY): 1999 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2000: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1999: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 風応力 / 吹送流 / 二次循環流

Research Abstract

海表面に風応力が作用して形成される吹送流中には,吹送方向に軸を持つラングミュア循環流が形成される.沿岸海域において形成されるこの二次循環流は海浜流系から漂砂輸送形態に大きな影響を及ぼす.本研究では風洞水槽において二次循環流を再現し,可視化実験ならびに流速計測実験によりその特性を詳細に調べた.可視化実験では,コンデンス・ミルクをトレーサーとし,そのストリーク・ラインの発達を追った.水槽の壁面効果を調べるために,幅の異なる二つの風洞水槽を用いて同様の実験を行った.トレーサーは底面近傍では吹送流の補償流のため風上側へと輸送されるが,二次循環流の誘起に伴い水槽の幅方向に周期的構造をとり,ストリーク状となって風上側へ輸送される.その周期間隔は水深によって変化し,水深が小さくなるにつれ複数対の二次循環流が形成される.これらの実験結果により,ストリークの間隔Sは水深hに強く依存し,S=2.5h程度であることがわっかた.流速計測実験は二次元LDVを用いて行った.計測データから乱れ強度・レイノルズ応力などを解析した結果,この二次循環流の形成に水面波は強く影響しないことが推察された.そこで,これらの結果を踏まえ,三次元LESを用いて水面波の形成を考慮しないモデルを用いて数値シミュレーションを行った.現段階では,1対の二次循環流の再現までは成功している.今後,複数対の循環流の形成を再現し,さらに実海域におけるラングミュア循環流の再現計算を行っていきたい.

Research Products

• [Publications] 松永信博 他1名: "浅海域において吹送流中に生起する二次循環流"土木学会年次学術講演会講演概要集. II. 154-155 (1999)
• [Publications] 松永信博 他2名: "吹送流中に形成される二次循環流"土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 2. 216-217 (2000)
• [Publications] N.Matsunaga et al.: "Wind-driven currents in a shallow water region"4th International Conference on Hydroscience and Engineering. (in press). (2000)
• [Publications] N.Matsunaga et al.: "Langmuir circulations in a shallow water region"2000 China-Japan Joint Symposium on Green Science and Technology. 96-102 (2000)