砕波帯内の流体運動に関する総合的研究

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砕波帯流体運動場の解明の基本とも言える、波動及び乱れエネルギ-の輸送機構に対して、酒井と岩田は実験結果をベ-スにして検討し、波動・乱れエネルギ-方程式に組み込まれる各項の定量的評価を行った。沢本と灘岡は、数値計算によって浅海域の砕波現象とその大規模乱れを再現するため、波と渦の共存場に対してラグランジュ的な取り扱いをした渦素子法と、境界要素法と離散渦法による計算手法をそれぞれ開発した。その結果、砕波点近傍の波動場の非線形性と分散性に加えて、乱れがその後の砕波変形に大きく関係することが解明された。水口は、これまで提案されている各種の数値解析砕波変形モデルの妥当性を比較検討して、上記の本研究での成果の妥当性の検証を試みた。服部は、砕波乱れのエネルギ-逸散機構を、実験結果によってモデル化し、砕波帯内の地形変化を考慮した波高減衰算定モデルを提案し、実験との比較によりその適合性を確かめた。実際の砕波帯内に見られる諸現象を対象として海岸構造物を海浜地形の一部と見なし、透過潜堤が設置されている海浜上の波浪変形の検討を、渡辺・磯部及び泉宮が行った。解析は砕波減衰を考慮した緩勾配波動方程式と、その近似としての放物型方程式とによって行っている。実験は服部も行い、数値解析結果は実験と良好な一致を示し、砕波によるエネルギ-減衰効果が極めて大きいことが確認された。柴山は、砕波帯内に発生する定常性の強い岸沖方向流れの流速分布などの特性を、また三村は、護岸の影響を受ける砕波帯内の流体運動挙動を、波動及び漂砂特性の変化に着目して、規則波と不規則波による実験を行い、波動の不規則性がこれらの現象に大きく関係することを定量・定性的に確認した。以上の本研究でえられた理論・実験的成果により、これまで極めて困難と考えられていた、砕波帯内の流体運動場を総合的に算定しうるモデルを提案することが可能となった。