| 研究課題/領域番号 |
16H04414
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
田中 仁 東北大学, 工学研究科, 教授 (30171755)
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| 研究分担者 |
渡辺 一也 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (50463097)
三戸部 佑太 東北学院大学, 工学部, 准教授 (60700135)
金山 進 日本大学, 工学部, 教授 (90562190)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 津波 / 河川遡上 / ハイドログラフ / 流量 / 東日本大震災 / 河川計画 |
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| 研究実績の概要 |
津波ハイドログラフの算定結果は底面摩擦の評価に大きく依存することから，今年度においては津波の下での底面せん断力の算定法に関する研究を実施した．仮想的な津波として，水深4000mの波源において波高1.0m，周期15分の正弦波および孤立波を入力した．津波の浅水変形にはグリーンの法則を用いた解析的手法および浅水流方程式を用いた数値計算の二つを使用した．この結果，これまでの定常流の摩擦計算を用いた計算法においては，底面せん断力を大きく過小評価することが明らかになった．そこで，マニングの粗度係数nに対する修正係数aを提案し，新たな粗度係数n0=a n を用いて数値計算を実施する手法を提案した．
次に，この底面せん断力算定手法を適用するための基礎データを得るために，砕波段波下における流れ場および底面境界層の発達過程について，PIVによる流速分布計測を用いた水理実験を実施した．ゲート急開により段波を発生させ，その下の流速分布について初期水深を変えた4つの条件で各5回の試行計測を実施した．発生させた段波波形の再現性は良好である一方で，PIVにより取得した流速分布では特に水面付近の流速に試行ごとの明瞭な差が確認された．砕波段波に伴い水面付近で生じる高流速は乱れに伴う3次元的な構造を持つ．この水面付近の高流速を持つ水塊から静水面下の水に運動量及び乱れが輸送され，水深全体に影響する．取得した流速の鉛直分布から推定した摩擦速度は段波到達直後にピークを持ち，定常抵抗則では記述できない変動特性を持つことが分かった．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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