| 研究課題/領域番号 |
60550361
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
水工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
酒井 哲郎 京大, 工学部, 助教授 (30026182)
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| 研究分担者 |
間瀬 肇 京都大学, 工学部, 助手 (30127138)
浅野 敏之 京都大学, 工学部, 助手 (40111918)
平山 秀夫 大阪府立高等専門学校, 教授 (30026356)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1986
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| 研究課題ステータス |
完了 (1986年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1986年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1985年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 砕波 / 数値シミュレーション / 循環 / 渦度 |
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| 研究概要 |
砕波帯の乱れに関しては、最近研究が始められたが、これまでは主に、砕波帯内のいくつかの点で測定されたオイラー流速からその特徴を現象として理解するにとどまっている。この研究では、砕波帯の乱れを発生し移流する砕波帯の大規模な水平渦状運動を含めた砕波帯での運動を、可視化実験と数値シミュレーションによって解明しようとしたものである。最初に、これまでの乱れの測定結果から、波の一周期の間における乱れの鉛直分布の変化を、「tuibulent wake あるいは mixing layer における速度欠損に相当するものが、砕波の峯の水塊の飛び出しによって生じ、それが移流される」というモデルによって説明することを試みた。
しかしながら、とくに巻き波型砕波の場合には、波の峯からの水塊の飛び出しのスケールが大きく、その水塊と前面のトラフ水面の間での大きな速度勾配による水平渦状運動および乱れの発生が支配的であると考え、まず実験水槽内で、水塊の飛び出しと水平渦状運動を定性的に把握した。その結果水塊の飛び出し、前面水面への突入、再飛び出しおよび水平渦状運動の発生という過程が、繰り返されることがわかった。
水理実験では、これ以上の詳細、および定量的な評価が困難なため、次に数値シミュレーションによって解明することにした。用いた数値計算手法は、いわゆるMAC法である。このモデルは一次元であり、セルの大きさが0.5cm程度であるので、いわゆる斜め渦および水滴や気泡の存在を表現出来ないが、飛び出した水塊内の極めて速い水粒子速度、水平渦状運動の循環の値の時間変化、渦度の空間分布、圧力の空間分布などが明らかにされた。
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