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吹送流に及ぼす風波砕波の影響をマクロ的に評価する海面バースト層モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12650509
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水工水理学
研究機関岐阜大学

研究代表者

安田 孝志  岐阜大学, 工学部, 教授 (10093329)

研究分担者 大澤 輝夫  岐阜大学, 工学部, 助手 (80324284)
小林 智尚  岐阜大学, 工学部, 助教授 (50205473)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード風波 / 砕波 / 吹送流 / 乱流モデル / 白波 / バースト層 / 乱流 / レイノルズ応力
研究概要

不規則造波機を併設した吸込み式風洞水槽内に二重床や一様斜面を設けて実験を行い、風波砕波を介して行われる風から吹送流への運動量の輸送過程やそれによる乱流構造の解明を試みた.得られた主要な成果を以下に略記する.
1.静水面及び造波機による波面に広範な風を作用させ、風の吹き始めからの水粒子速度場とそれに基づく乱流諸量の時間変化を調べることにより、風波下の乱流境界層、すなわち、水面バースト層の生成・発達に砕波が本質的役割を果たしていることを実証できた.
2.吹送流の分離を可能とする二重床水槽を用いた実験により、水面バースト層の乱流エネルギーは吹送流を主流として生成されるせん断乱流のエネルギーを10倍近く上回っており、その乱流構造は風波砕波による撹乱に支配されていることを実証できた.
3.バースト層内の乱流成分は水面応力の約3割を静水面下約7H1/3の深さまで伝達させる渦粘性作用を持つ.
4.送風機と造破機を組み合わせた実験によって、風波の波形諸量は非平衡や砕波の程度に関係なくTobaの3/2乗則に従うが、乱流エネルギー等の乱流諸量は砕波の発生によってそれから外れるようになる.
5.気泡混入領域を除いた砕波帯の乱流場に対してk-εモデルを適用した数値シミュレーションを行い、砕波形式・規模に関係なく砕波帯のエネルギー散逸過程がこのモデルによって記述できることが水理実験結果との比較から明らかにされた.
6.バースト層内の波動成分よりも高周波側の-3/5則に従う乱流成分の乱流エネルギーによって、風波砕波の吹送流や水面下の乱流構造に及ぼす影響度のマクロ的評価が可能となる.

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] 安田孝志, 他5名: "強風下に生成される水面バースト層とその乱流特性"海岸工学論文集. 第47巻. 106-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井坂健司, 安田孝司, 大澤輝夫: "風波下の乱流境界層の生成・発達における砕波の役割"海岸工学論文集. 第48巻. 66-70 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小笠原敏記, 安田孝司, 井坂健司, 湯本大輔: "二重床風洞水槽による風波下の乱流構造と水面応力の下方伝達"海岸工学論文集. 第48巻. 386-390 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogasawara, T., T.Yasuda, N.Mizutani: "Turbulent structure of the breaking wave process caused by the plunging jet"Proc. 8^<th> Int. Sympo. Flow Modeling and Turbulence Measurements, IAHR, Tokyo, 2001. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isaka, K., T.Yasuda, N.Mizutani: "Characteristics of water surface bursting layer with intensive turbulence generated by winds and breakers"Proc. 8^<th> Int. Sympo. Flow Modeling and Turbulence Measurements, IAHR, Tokyo, 2001. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogasawara, T., T.Yasuda, M.Takeda: "Roles of wind wave breakers in momentum transfer process from wind to waves, currents and turbulences"Proc. 12^<th> Int. Offshore & Polar Eng. Conf., Kitakyushu, 2002. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuda, T. et al.: "Water surface bursting layer generated by strong winds and its turbulence characteristics (in Japanese)"Proc. Coastal Eng.. Vol.47. 106-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isaka, K., T. Yasuda, T. Osawa.: "Role of wave breaking in generating and developing turbulent boundary layer under wind waves (in Japanese)"Proc. Coastal Eng.. Vol.48. 66-70 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogasawara, T., T. Yasuda, K. Isaka, D. Yumoto: "Experiments using a double deck wind wave flume on turbulent flows structure beneath wind waves and downward momentum transfer (in Japanese)"Proc. Coastal Eng.. Vol.48. 386-390 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogasawara. T., T. Yasuda, N. Mizutani: "Turbulent structure of the breaking wave process caused by the plunging jet"Flow Modeling and Turbulence Measurements, IAHR, Tokyo, World Sci. Pbu.. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isaka. K., T. Yasuda, N. Mizutani: "Characteristics of water surface bursting layer with intensive turbulence generated by winds and breakers"Flow Modeling and Turbulence Measurements, IAHR, Tokyo, World Sci. Pub.. (in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ogasawara. T., T. Yasuda, M. Takeda: "Roles of wind wave breaking in momentum transfer processes from wind to waves, currents and turbulence"Proc. 12th Int. Offshore & Polar Eng. Conf., Kitakyushu. (in press). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井坂健司, 安田孝志, 米倉誠司, 大澤輝夫: "砕波帯の波・流れ・乱流構造に及ぼす風速の影響"海岸工学論文集. 第48巻. 91-95 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小笠原敏記, 安田孝志, 井坂健司, 湯本大輔: "二重床風洞水槽による風波下の乱流構造と水面応力の下方伝達"海岸工学論文集. 第48巻. 386-390 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 井坂健司, 安田孝志, 大澤輝夫: "風波下の乱流境界層の生成・発達における砕波の役割"海岸工学論文集. 第48巻. 66-70 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ogasawara, T., T.Yasuda, N.Mizutani: "Turbulent structure of the breaking wave process caused by the plunging jet"8th Int. Sympo. Flow Modeling and Turbulence Measurements, IAHR, Tokyo, 2001. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Isaka, K., T.Yasuda, N.Mizutani: "Characteristics of water surface bursting layer with intensive turbulence generated by winds and breakers"8th Int. Sympo. Flow Modeling and Turbulence Measurements, IAHR, Tokyo, 2001. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ogasawara, T., T.Yasuda, M.Takeda: "Roles of wind wave breakers in momentum transfer processes from wind to waves, currents and turbulences"Proc.12^<tth> Int.Offshore & Polar Eng. Conf.,Kitakyushu, 2002. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 安田孝志 ほか5名: "強風下に生成される水面バースト層とその乱流特性"海岸工学論文集. 第47巻. 106-110 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 安田孝志 ほか5名: "吹送流の発達と流速分布に及ぼす風波砕波の影響について"海岸工学論文集. 第47巻. 441-445 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 水谷夏樹,安田孝志: "リーフ上の孤立波の微小砕波と崩れ波型砕波への遷移過程"海岸工学論文集. 第47巻. 151-155 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 水谷夏樹,安田孝志,武田真典: "砕波後の組織渦構造とエネルギー散逸の関係について"海岸工学論文集. 第47巻. 156-160 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 陸田秀実,河合ひろみ,安田孝志: "Dynamic-LES乱流モデルを用いた砕波後の連行気泡と乱流特性に関する数値解析"海岸工学論文集. 第47巻. 171-175 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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