2023 Fiscal Year Annual Research Report
砕波による人工リーフ連鎖的崩壊過程に関する計算力学的研究
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21K04271
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
五十里 洋行 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80554196)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 不規則波 / 人工リーフ / 被覆ブロック / 粒子法 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海岸保全施設の一種である人工リーフは常に水没しているため景観を損ねない利点を有しているが，大規模な砕波の作用下においては多数の被覆ブロックの飛散や捨石マウンドの変形といった被害が発生する．そこで本研究では，高精度粒子法による数値シミュレーションを実施し，本被災過程を再現可能な数値モデルの構築を行う．
今年度は，昨年度鉛直二次元場で実施した人工リーフ上被覆ブロックの不規則波による飛散過程の数値シミュレーションにおいて，運動の自由度が原因でブロックが離脱しにくかったことを鑑み，プログラムコードを三次元に拡張して同数値シミュレーションを実施した．
本数値シミュレーションにより，高波浪の不規則波の作用により被覆ブロックが飛散する様子が再現された．前年度における二次元場のシミュレーションにおいても，被覆ブロックが人工リーフ上を離脱して背後のブロック上に乗り上げる状況が再現されたが，前年度は人工リーフの沖側斜面上のブロックを固定したり，天端上の最沖側のブロックが最初に離脱するという既往の水理実験結果を考慮して予めその最沖側ブロックを除去してようやくブロックの離脱が発生したので，前年度はいわば条件付きでの再現計算であったが，三次元場にすることにより，それらの条件を課さなくともブロックの離脱が発生することが確認された．また，二次元場ではある程度時間が経過するとブロックの離脱が発生しなくなったが，今回の三次元計算では長時間経過後も水理実験と同様に断続的にブロックの乗り上げが発生した．同時に，ブロックの離脱によってマウンドが露出し，その露出箇所においてマウンド材が移動することによるマウンド変形も確認され，既往の水理実験で観察された現象が本モデルによって数値的に再現された．
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