Formation and prediction of coastal rogue waves
| Project/Area Number |
19K21981
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡部 靖憲 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20292055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猿渡 亜由未 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00563876)
森 信人 京都大学, 防災研究所, 教授 (90371476)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 水工水理学 / 海岸工学 / 海洋工学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，沿岸域における巨大波の発生を一般化する新たな理論体系を構築するものであり，巨大波の衝突及びその砕波に伴う莫大なエネルギーに対する構造物及び海浜の応答の実験的あるいは数値的再現調査から新たな防災イノベーションを誘導し，沿岸域での巨大波発生予測のための基盤技術及び知見を提供するものである．
本研究では，時空間的包絡波集中による沿岸巨大波生成理論を室内実験並びに数値実験によって実証するとともに，生成した巨大波群の来襲に対する海岸の脆弱性を評価する．さらに実海域での巨大波を発生させる気象条件，発生確率を推定し，その予測法の確立を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
時空間的包絡波集中による沿岸巨大波生成理論を室内実験並びに数値実験によって実証するとともに，生成した巨大波群の来襲に対する海岸の脆弱性を評価するため，以下の３つのタスクを並行して行った．
タスク１ 浅水包絡波集中理論の一般化と予測モデルの導出:既に開発済みである一次元浅水包絡波集中理論をさらに応用し，流れ場における包絡波集中条件を新たに導出した．この理論は，新たに導入した波流れ共存場を実現する波浪実験によって実証され，逆流場において，集中波高は顕著に増大し，最大流速のケースにおいて，初期波浪振幅の6倍を超える巨大波の生成に成功した．これにより，任意の海底形状，流れ場へ一般化するための理論的準備が整った．
タスク２ 一般化された包絡波集中理論の実証と巨大波の力学的応答分析：集中波と砕波の関係を整理し，砕波限界を考慮した巨大波生成のための造波振幅の最適化へ向けた研究に着手し，集中波高のスペクトル依存性を明らかにした．鉛直堤防の1点に集中する多方向波のモデルとしてFaraday共鳴波を発生させ，空間集中波の特徴並びに非線形重複波の発達過程を動画像計測によって調査し，複数の同心モードの重畳に伴う異常波発生時の流速分布の特徴を明らかにした．
タスク３波浪統計分析による沿岸巨大波発生条件の推定：海洋波浪スペクトルに従う波浪に対して浅水変形を経た海岸波浪のBenjamin-Feir不安定と砕波との関係を引き続き調査した．有意な流れがある海域における高波事例の文献調査を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナ対策によって外国渡航が制限され実施できなかったエジンバラ大学における流れ場における集中波の実証実験にかわり，1次元流れ場を再現可能な装置を既存の造波水槽に設置し，新たに導出した波流れ場での波浪集中の基本的な特徴を明らかにすることができ，遅れることなく研究計画を進めることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り全てのタスクを分担者と共に進めていく．新型コロナウィルス対応で研究機関間の移動が制限されるため，オンライン会議などを利用した打合せを行い，計画に遅延が生じないよう対応する．
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
