| 研究概要 |
本研究では,砕波帯付近の長周期水位変動の発生要因として,砕波によって水中に連行される気泡による水位の上昇とその伝播を考え,実験的に検討を行った.研究内容は以下の通りである.
1.水塊の突入による気泡の連行と水位上昇
2次元水路内の水面に鉛直上方からジェットを突入させ,気泡連行に伴って生じる水面変動を測定した.水位上昇の継続時間は水塊の突入量に関係なく,水路内の水深によって決まることが明らかになった.
2.気泡放出過程での水位変動と伝播
2次元水路底部に気泡発生装置を設置し,気泡の上昇に伴って水路内の水位がどのように変動するかを調べた.気泡の放出過程で形成される強い循環流が水位変動に大きく影響すること,また気泡の水位変動に及ぼす影響を支配する時間スケールは,水深と気泡の上昇速度で決まることが明らかになった.
3.プランジングジェットによる気泡連行
気泡の連行過程を詳細に検討するために,鉛直プランジングジェットによる連行気泡量を電極型ボイド計で測定した.また,現地海岸における実現象を実験室で再現する上で問題となる気泡連行の相似性について,スケールの異なる模型実験を行って議論した.さらに,海水に含まれる塩分の影響について調べた.
4.砕波による気泡連行
砕波に伴う気泡連行特性について2次元造波水路で詳細に調べた.時間平均した気泡・流体場でのポテンシャルエネルギーの逸散率を見積もる簡単な理論を提案し,これによって推算されたエネルギー逸散率と砕破に伴う全エネルギー逸散率との比較を行った.さらに,気泡連行量を直接考慮した砕波減衰モデルを提案し,モデルの妥当性について検討した.
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