海域構造物の波浪制御効果の予測に関する研究

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最近、多様な形式の消波構造物が提案されており、それらの消波効果の特徴を明らかにし、相互比較を行う必要性が高まっている。消波原理によって消波構造物を大別すると、主に波浪の位相干渉に基づくものと、大小の空隙内での乱れによるエネルギ-逸散に基づくものとの2種類となる。本研究においては、これらの2種類の消波構造物の代表として、没水平及び透過潜堤を取り上げ、本年度は平面2次元問題も含めた波の変形特性に関する理論的実験的研究を行った。没水平板については、主に浅海条件での消波特性に関する実験を行い、実構造物で必要となる透過・反射率を満たすための形状・寸法に関する検討を行った。また、没水平板における砕波以外のエネルギ-逸散機構として、平板端部に発生する渦に着目したところ、平板に沿う循環の理論値とよい相関を示すことがわかった。さらに、没水平板による波浪変形の線形および非線形モデルを作成し、それに基づく数値シミュレ-ションを行って実験結果と比較検討を加えた結果をとりまとめて、透過率を表す簡易式を提案した。また、平板に作用する波力についても線形理論に基づく検討を行った。透過潜堤に関しては、平面的波浪変形に関する実験を平面水槽において行うとともに、透水層上の非線形波動方程式を導き、これに基づく数値シミュレ-ションを行って実験結果と比較した。その結果、特に長波条件においては、数値モデルと実験結果との一致が波エネルギ-分布について良好であり、非線形モデルによって従来の線形モデルよりも高精度の予測が可能となることがわかった。