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 2019)
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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に対して，その包絡波形の発達並びに最大波高の予測を行うため，非線形Schredinger方程式による数値解析を導入した．急変する周波数に応答して不連続に変化する波速に伴うオーバーシュートを防ぐため適切なShock Capturing法を導入し，実験結果を高精度で予測することに成功した．屈折を伴う多方向入射に対する空間的集中効果を表す解析解を導出し，再現実験の準備が完了した．
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：理論による集中波が発達する前に，水深変化あるいは波形勾配の増加に伴う砕波が生じた場合，巨大波の予測最大波高より低い値が観測されることが判明した．現有の造波水槽において詳細な観測を行い，浅水変形を経由した集中波と砕波との関係を明らかにした．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調査し，複数の同心モードの重畳に伴う異常波が鉛直ジェット形成に寄与することを明らかにした．共同研究を行うエジンバラ大学において，同大学の大規模実験水槽において次年度に行う実験の方針について議論並びに実験準備を行った．
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調査した．
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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
各タスク共に，何ら障害なく計画通り順調に研究が進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウィルスの問題に伴う出入国制限により，エジンバラ大学における大規模実験の遂行に不確実性が生じている．本実験の遂行が不能となった場合の代替実験あるいは数値解析を早急に計画し，研究の進展に障害が生じないように検討する．
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
