砂地盤の波浪応答における風波と津波の差異とその機構に関する研究

风波与海啸对沙地波响应的差异及其机理研究

• 批准号: 07J00623
• 负责人: 中村 友昭
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00623/
• 关键词: 津波; 数値シミュレーション; 相互作用; 漂砂; 地形変化; 侵食; 洗掘; 孤立波; 局所洗掘; 遡上津波; 水理模型実験; 有効応力; 流速; 砂粒子間の拘束力; 相対平均有効応力比

本研究では,まず透過性材料の間隙内部を含めた全気液相に適用できるよう一般化したNavier-Stokes方程式に基づく数値波動水槽に,自由表面を追跡するVOF法と漂砂移動に伴う地形変化を計算する移動床モデルの両モジュールをTwo-Wayカップリング手法を用いて組み込むことで新たな数値計算モデルの構築を行った.そして,津波をモデル化した孤立波の作用に伴う海浜断面の地形変化に関する水理実験(Kobayashi・Lawrence,2004)を取り上げ,改良したモデルの再現性を検証するとともに漂砂に関するパラメータの感度分析を行った.その結果,4波目作用後の地形変化を対象に実験値と比較したところ,引き波を過小評価しているために沖での勾配を若干過大評価しているものの,それ以浅での地形変化は汀線の後退量も含め良く一致していることを確認した.また,水位変動の比較においても実験値を再現できていることから,本モデルにより水理実験を精度良く解析できることを明らかにした.また,最も大きな地形変化が生じた1波目作用時の時系列データからは,寄せ波時や引き波の初期段階ではほとんど地形変化が生じないものの,引き波の最終段階で汀線付近の侵食が一気に進行することを確認した.一方,感度分析では,摩擦速度の係数,底質の動摩擦角,海浜内部の地下水面の高さをパラメータとして取り上げ,それらのパラメータが侵食体積,最大侵食深さ,最大堆積高さに与える影響を検討した.その結果,摩擦速度の係数の増加または底質の動摩擦角の減少に伴って底質の移動量が多くなり,侵食体積,最大侵食深さ,最大堆積高さがともに増加することを明らかにした.また,地下水面の高さも地形変化,特に侵食に大きな影響を与え,地下水面がより高い位置にあるときほど侵食体積の増加と最大侵食深さの減少が生じることを示した.

In this study, the VOF method was used to generalize Navier-Stokes equations, to calculate the fundamental value ratio, to track the free surface, to calculate the topographical variation of drift sand, and to calculate the construction value of the moving bed. In this paper, the effects of solitary waves on the topography of the sea surface are studied.(Kobayashi Lawrence,2004). As a result, we compared the actual values of the terrain changes after the action of the four waves. However, we confirmed that the shallow terrain changes are consistent with the retreat of the vertical line. The water level changes are compared with the water level changes and the water level changes are analyzed with good accuracy. The time series of the wave action time series of the wave initiation time series of the wave initiation time series of On the one hand, sensitivity analysis, coefficient of friction velocity, dynamic friction angle of sediment, height of groundwater surface in the interior of the sea, penetration volume, maximum penetration depth, maximum accumulation height and influence of water on the surface are discussed. As a result, the increase of friction velocity coefficient is accompanied by the decrease of dynamic friction angle of substrate, the increase of substrate movement amount, the increase of penetration volume, maximum penetration depth and maximum accumulation height. In addition, the elevation of groundwater surface is changing, especially the impact of invasion on the water surface.

项目成果

陸上遡上津波による矩形構造物周辺の局所洗掘と砂地盤内部の応力変動に関する一考察

陆上海啸助推矩形结构周围局部冲刷及沙地应力波动研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 伊東 航;ら;中村 友昭
• 通讯作者: 中村 友昭

地盤内部の応力変動の影響を考慮した漂砂量式を用いた遡上津波による地形変化シミュレーション

使用考虑了地下应力波动影响的泥沙输送公式模拟海啸上升造成的地形变化

• 发表时间: 2008
• 期刊: 海洋開発論文集 24
• 作者: W. Ito;et al.;中村友昭
• 通讯作者: 中村友昭

応力変動の影響を考慮した遡上津波による地形変化シミュレーションに関する一考察

考虑应力波动影响的海啸助推地形变化模拟研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Nakamura;T.;Masayoshi Ojima;中村 友昭
• 通讯作者: 中村 友昭

Effects of pore water pressure on scour-in case of local scour due to runup tsunami

孔隙水压力对冲刷的影响——海啸引发的局部冲刷

• 发表时间: 2007
• 作者: 伊東 航;ら;Tomoaki Nakamura
• 通讯作者: Tomoaki Nakamura

Local scour around a square structure due to runup tsunami

由于海啸上升，方形结构周围发生局部冲刷

• 发表时间: 2007
• 作者: 伊東 航;ら;中村 友昭;尾島正禎;Tomoaki Nakamura
• 通讯作者: Tomoaki Nakamura