| 研究概要 |
本研究では,制限水域における高速船の曳波に着目し,砕波を伴う曳波の数値:解析法を開発するとともに,数値シミュレーションにより制限水路域の曳波を解析した。まず,制限水路での既往の実験結果との比較により,本研究で開発した計算法の妥当性を検証したのち,種々の水路について曳波の計算を行い,水路の底面及び側面の断面形状が曳波に及ぼす影響を検討した。また水路底,幅が進行方向に変化する場合について比較計算を行い,水路幅の変化よりも水深の変化が波高に与える影響が大きいことを示した。続いて,砕波を伴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。そして,水柱崩壊問題について,既往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,制限水路での曳波の砕波現象を検討した。数値計算法の精度を検証するために,広島大学船型試験水槽内に水路を設け,比較実験を行った。実験結果と比較し,船の航行により制限水路内に生じる孤立波の発生から砕波に至る非定常な過程を,本計算法で定性的,定量的に捕らえられることを示した。また,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。
|
