| 研究概要 |
砕波に伴うジェットの生成から発達,さらに突入後の散逸過程までを水理実験および数値計算によって取り扱い,以下のような成果を得た.
1.水面波ジェットの生成条件と特性:
一様傾斜海浜およびリーフ上の孤立波のジェット生成過程における波形および速度場を調べ,生成ジェットの規模は入射波に加えられる浅水せつ動量に対応し,ジェットサイズが速度場を含めた波運動の前後非対称を反映したパラメーターとなることを明らかにした.
2.ジェット突入後の砕波過程と内部特性:
ジェット突入によって生成される大規模渦から乱気流渦への移行過程を水理実験および数値計算(VOF法およびC-CUP法)によって調べ,これらの渦やジェット突入時の混入気泡の規模が突入ジェット規模を表すパラメーターであるジェットサイズと比例関係にあることを明らかにした.これによって,水面波ジェットの規模を非砕波モデルによって推定すれば,砕波過程の理論的評価が可能となることがわかった.
3.砕波過程における散逸・運動量輸送に及ぼす突入ジェットの影響:
リーフ上の不規則波の散逸に関わる伝達率や運動量輸送によるセットアップなどの砕波特性について調べ,ミクロ的には個々の波峯からのジェット運動諸量に支配されているが,マクロ的には砕波に対しても有義波と同様な統計的評価が有効となることを明らかにした.
4.浅海砕波のジェット生成条件と特性:
BIMによる数値シミュレーション結果を基に,ジェット生成条件と入射波や底面境界,放出されるジェットの形状や速度などの運動学的諸量との関係を明らかにした.
5.突入ジェットと突入後の砕波過程との関係:
突入ジェットの規模と水平速度の間に一義的対応が存在することを明らかにするとともに,突入ジェットの運動量の約8割がスプレイの発達に消費されることを見い出した.
6.ジェット突入後の砕波過程のモデル化:
VOF法にk-εモデルを組み合わせることにより,砕波過程のモデル化が可能となることを,水理実験結果との比較によって実証した.
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