| 研究課題/領域番号 |
14350520
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
土井 康明 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10134454)
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| 研究分担者 |
岩下 英嗣 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60223393)
肥後 靖 広島大学, 大学院・国際協力研究科, 教授 (20156582)
馬場 榮一 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30274129)
陸田 秀実 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80273126)
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| キーワード | 海浜侵食 / 曳波 / 砕波 / level set method |
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| 研究概要 |
本年度は、傾斜1/10の海浜を模擬した水路を設け、曳波による海浜侵食の可視化および海浜侵食の計測を行なった。海浜の一部は代表粒径250μmの珪砂とした。また、侵食をもたらす波の波高計測、流速計測ならびに砕波の可視化撮影を行い、曳波の砕波による侵食機構の解明を行なった。水深ベースのフルード数が1となる速度域で造波レベルは最大となり、それより高速では減少するが、海浜侵食は高速域でも同程度のレベルであることが判明した。
また、砕波を伴なう曳波の計算法としてlevel set法を用いた界面捕獲法を改良・開発した。支配方程式にはNavier・Stokes式を用いた。曳波を従来のlevel set法で解析した場合、数値散逸のため砕波に至るまでに界面が不鮮明になる。このため、level set法に用いる距離関数の再初期化において表れる外部境界の影響を低減する改良を行うとともに微係数の過大評価を抑えることにより界面の不鮮明化を抑える方法を示した。そして、水柱崩壊問題について、過去の実験結果と比較することにより本計算法の妥当性を定性的、定量的に評価した。
開発した数値計算法を用いて、傾斜岸を持つ制限水路での曳波の砕波現象を水槽試験と比較し検討した。傾斜岸での曳波の砕波は、第一の縦波が崩れるのではなく、第一の縦波が岸を駆け下りる流れと第二の縦波の駆け上がる流れの衝突により生じ、強い渦流れを誘起するとともに岸上に低圧部を生じることを示した。さらに、水路水深、幅、傾斜の曳波に及ぼす影響を波高、速度ベクトル、駆け上がり高さや圧力低下等について検討した。さらに、水路形状を変えた場合の砕波現象を解析し、侵食の逓減法を検討した。
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