| 研究概要 |
庭園の滝や流水,公園内の水のオブジェなど,都市内には水流を利用した造形が多く見られ,それらの周辺には例外なく憩う人々の姿が見られる.このように都市内の水辺空間は人々に安らぎを与え,都市に潤いをもたらす必須の施設である.水辺は,都市景観の要素であり,いわゆるハイドロスケープデザインの重要性は景観工学的な観点から広く認識されているが,従来の設計では水理学的な側面が重視されず,流水・落水の表情を経験的に予測する方法論が採られてきた.落水・流水が多彩な表情を見せるのは,水と空気の界面としての自由水面の複雑な物理的性質に拠っており,この種の複雑機構を表現する水理学的手法が必ずしも充分に発達していなかった時点では,経験的設計もやむを得なかったであろう.
本研究では,落水・流水表情の構成要素の中から,基本的かつ汎用性の高い要素として,落水の着水時の飛沫の発生および落水の分裂と気泡混入(ジェットブレークアップ),薄層流水面に形成される3次元的水面波の2つに注目する.前者に関しては,水塊の分裂の巧妙な記述が鍵となり,後者に関しては,開水路流れの非線形性の取り扱いが焦点となる.水流の物理モデルによって計算された骨格にレイトレーシングによるCGによって描き出したディテールを重ねて,物理的に意味があり,しかも真実味のある落水・流水表情を構成するという課題に取り組む.数値流体力学的な観点からのこの種の試みが,景観水理設計上の要求に如何に応えることができるかを明らかにして,将来の合理設計のツールとしての本研究の方法論の検討課題を浮き彫りにすることも本研究の狙いの一つである.
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