砕波を特徴づけるジェットの生成・発達機構の解明とモデル化

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650501
• 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: 田中 光宏 岐阜大学, 工学部, 助教授 (70163582) ; 陸田 秀実 岐阜大学, 工学部, 助手 (80273126) ; 榊原 幸雄 豊田工業高等専門学校, 講師 (50249801) ; 小林 智尚 岐阜大学, 工学部, 助教授 (50205473)
• キーワード: 砕波 / 水面波ジェット / 砕波過程 / 消波 / 気泡 / 大規模渦

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木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性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の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 突入ジェットの散逸・運動量輸送に及ぼす影響
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.

研究成果

• [文献書誌] 松田博文・安田孝志ほか: "突入ジェットと気泡混入を伴う砕波後の内部特性の関係" 海岸工学論文集. 45巻. 116-120 (1998)
• [文献書誌] 陸田秀実・河合ひろみ・安田孝志: "C-CUP法による気液界面の直接数値計算" 海岸工学論文集. 45巻. 55-59 (1998)
• [文献書誌] 安田孝志・陸田秀実ほか: "トラップ式ダブルリーフの不規則波に対する消波・セットアップ抑制効果" 海岸工学論文集. 45巻. 706-710 (1998)
• [文献書誌] 榊原幸雄・安田孝志ほか: "一様傾斜海浜への最適な人工リーフ設置条件" 海岸工学論文集. 45巻. 716-720 (1998)
• [文献書誌] Yasuda,T.et al.: "Relationships of plunging jet size to kinematics of breaking waves with spray and ntrained air bubbles" Proc.Int.Sympo.Air-Sea Interface. (1999)