波浪エネルギーを利用した沿岸域における貧酸素化防止策に関する研究

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平成20年度はOne-Way Pipeの実用化のため,平成19年度の成果を基にっば型One-Way Pipeによる一方向性流れの生成メカニズムを解明することを目的とした室内実験を行った.その結果,1.往復流場につば型One-Way Pipeを設置した場合,つば近傍,および後方には発達した乱れが発生し,その空間分布は位相が変わっても大きく変化しない.2.つば後方において剥離渦が発生し,その結果低圧部を形成して流れが加速される.一方,逆流時にはつばが突き出し管路として作用して入口損失を増大させて流れを妨げ,管に流入する流速が減少する.結果として管路内に正の残差流速が生成されることが明らかとなった.以上の結果を踏まえて,次につば型One-Way Pipeの最適なつばの形状を明らかにするために様々な波浪条件のものでつば高さおよびつばの設置位置を変化させた実験を行った.その結果,粗度型One-Way Pipeの場合管路長1と波の波長Lの比がL/1=2となるときに管路の入口付近と出口付近の流速が常に逆位相となって互いに打ち消しあうため,管路内の残差流の生成能力が小さくなっていたが,つば型One-Way Pipeにおいてはそのような傾向は見られず,L/1=1.1以外のすべてL/1の値において残差流量は正の値をとり,L/1=3.5(周期T=1.2sec)のとき最大値となった.しかしながらL/1>3.5になると残差流量は減少するため,L/1=2〜3.5の条件を満たす必要があることが明らかとなった.また,波形勾配H/Lが0.023≦H/L≦0.040の範囲において最大の残差流量を得るためにはつば高さδhおよびつば設置位置δ1を0.4<δh/d,0.5<δ1/d≦1.0とすればよいことが明らかとなった.