| 研究課題/領域番号 |
22KK0057
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
渡部 靖憲 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20292055)
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| 研究分担者 |
新井田 靖郎 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (10817703)
大塚 淳一 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 主任研究員 (50540556)
加島 寛章 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (60463098)
福井 信気 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (70962306)
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| 研究期間 (年度) |
2022-10-07 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
2025年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 水工水理学 / 海岸工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
既存の知見では原因不明，予期不能な巨大波は，過去に報告されてきた海難事故，構造物の被災原因と推測されてきた一方，それを裏付ける記録，学術的根拠共に乏しく，特に沿岸域における巨大波に関する学術的知見は殆どない．本研究は，本研究組織が蓄積してきた浅水波群集中理論をベースに，エジンバラ大学が保有する世界最大の波-流れ造波水槽FloWaveにおいて，実規模実証実験を行い，既存の理論体系では発生し得ないとされてきた沿岸域における巨大波形成を証明し，沿岸波動場の特徴である水深変化，流れの存在，交差波による面的波群集中が巨大波の増幅に与える影響の定量化を通して発生メカニズムを解明しようとするものである．
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| 研究実績の概要 |
タスク１ 水深変化，流れを伴う沿岸域における空間集中巨大波
申請者が開発した流れ中の波浪集中理論を数値的造波信号に変換するアルゴリズムを開発した．これをもって，エジンバラ大学所有の大型実験施設FloWaveにおいて，沿岸域で波浪伝播の特徴である水深変化及び流れによる浅水変形を伴う分散性波群の空間集中を発生させ，アルゴリズムの妥当性を検証した．国内研究者５名全員及び海外研究者２名によってFloWaveにおいて実証実験を行った．はじめに，発生させる流れの水平流速の鉛直分布を水槽全面に渡ってAcoustic Doppler Velocimeterによって計測し，流れパラメータを確定させた．流れなしでの巨大波生成は理論と矛盾なく成功し，大規模波浪集中を実証した一方，高速流れ中では集中距離及び時間が変動し，さらなる検討が必要であることが判明した．各地点における水位変動分布及び撮影画像を国内の研究機関に持ち込み，分析を行い，周波数，波数遷移と増幅率の関係を調査した．高速流れにおける集中位置の理論との差異が，造波信号作成プログラムにおけるバグであることを明らかにし，修正を行った．
タスク２ 交差波間の非線形エネルギー輸送を経た非線形集中巨大波
多方向からの集中波群を１点の集中地点において巨大波を生成する理論を，波数の経路積分に対するフェルマーの原理から解析し，多項式近似を行って時間変動する初期造波角度を与えるアルゴリズムを開発し，数値実験からその妥当性を検証した．この理論に基づいた造波信号生成プログラムを作成した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
高速流れ中の集中位置に対する理論との差異が実証実験において発覚した一方，他のケースでは矛盾なく巨大波生成を実現しており，また造波信号の修正プログラムは完成したことから，研究計画への影響はなく，研究は概ね順調に進展しているといえる．
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| 今後の研究の推進方策 |
実証実験において発覚した高速流れ中の集中位置に対する理論との差異について問題は解決済みであり，令和６年度の実験においてその検証を行う．
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