| 研究分担者 |
平山 秀夫 大阪府立工業高等専門学校, 教授 (30026356)
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)
岩垣 雄一 名城大学, 理工学部, 教授 (90027201)
酒井 哲郎 京都大学, 工学部, 助教授 (30026182)
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| 研究概要 |
本研究は, 海辺断面が波によって変形する過程をモデル化し, 平衡海辺の定量的予測法を確立する上での基礎的な研究を行ったものである. 酒井は, 砕波帯における低質輸送の外力となる, 砕波による低質の巻き上がりと砕波後の大規模渦運動の解明に取り組み, MAC法を用いた数値シミュレーションによって, 巻き波型および崩れ波型砕波の砕波後の運動機構を考察した.
その結果, 峰から飛び出した水塊が前面水面に突入することによって生じる, 高速のjetや水平渦動運動が再現でき, 水理実験では解明することが難しい砕波という変動の激しい現象を, 数値解析によって議論することができた. 浅野は, 波動下における低質輸送機構を明らかにするために, 乱流輸送モデルによって底面近傍の乱れの時空間変化を正確に計算し, 得られた乱れの場における浮遊砂の輸送機構を確立モデルに基づいて解析した. さらに低質を浮遊することによる波の影響の逸散を, 移動床上での波高減衰の実験結果に基づいて考察した. その結果, 掃流力が大きい場合の実験結果は, 砂粒子の衝突によるエネルギー逸散を考慮することによって説明できることが明らかになった. 間瀬は, 不規則波の砕波変形過程を, 人射波の波郡特性の影響を考慮してモデル化し, 一様勾配斜面を伝播するときの砕波率や波高分布等の特性を考察した. また, 海辺流が存在するときの規則波の3次元変形を放物型方程式を用いて計算した. これによって, 砕波を含む不規則波浪下での, 低質輸送の外力となる波と流れの流速場を明らかにすることができた. 平山は一様勾配斜面での質量輸送速度の理論を新たに展開した. 底面境界層厚を平均水深の変化に応じて変えてやることにより, ここで展開した理論が質量輸送速度の実験結果を良く説明することがわかった. 岩垣は, 以上の各論的研究を総合し, 海辺断面の変化が砂粒子の平均移動速度の場所的変化で説明できることを見出した.
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