2018 Fiscal Year Annual Research Report
Numerical study on the causes of breaking waves and the relationship between breaking waves and impact pressure
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16K17553
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
入部 綱清 琉球大学, 工学部, 助教 (20608731)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 砕波 / 運動エネルギー / 計算力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は理論解析や数値計算の結果から定義した，水表面の水粒子の運動エネルギーが発散的に増加するという砕波条件を基に，波の条件として波高や周期，造波水槽の条件としてスロープの勾配などを変えて，数値計算によって進行波の遡上計算を行った。計算結果は，定性的に砕波と判断される波形になる前に，水表面の１つの水粒子の運動エネルギーの発散的な増加を示した。このことは，砕波が個々の水粒子の動きに起因する局所的な現象であることを示している。また，発散的な増加が起こる水粒子の位置は波峰よりも前方にあり，周期波と比較して孤立波の結果がその傾向が顕著であった。さらに砕波後，運動エネルギーが増加し波の運動から外れる水粒子の数は増え，これらの水粒子は水平成分の速度をある程度維持したまま流れに変化した。今年度の研究成果は，新しい砕波条件の定義によって波が砕波と判定され，その波の水粒子が波の運動から外れて流れに変わるという一連の現象を粒子法の特徴を生かしてシミュレーションできたことである。今後は，砕波した波の変形から砕波の種類の予測することや，砕波帯で繰返し起こる波から流れへの変化，流れから波へ変化するような現象の解明に役立つと考えられる。また，遡上した波が流れに変わり，海岸構造物などに衝突することで発生する衝撃砕波圧に関しても，新しい砕波条件の定義で砕波の有無を判定し圧力を分析することで，新しい知見も得られる可能性がある。
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