報告書番号

U90043

タイトル（和文）

多方向不規則波の水理実験手法の開発－波のシミュレーション法と方向スペクトルの測定法－

タイトル（英文）

LOBORATORY MEASUREMENT AND GENERATION OF DIRECTIONAL WAVES

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では，種々の方向からの波が重なり合った現地特有の不規則な波（多方向不規則波）を実験室内に再現するため，多方向不規則波の造波実験設備およびソフトウエヤーの開発を行っている。本研究は，多方向不規則波のシミュレーション法と方向スペクトルの測定法を検討し，多方向不規則波の水理模型実験に最も適した方法を提案するものである。多方向波のシミュレーション法には，シングルサンメーション法（ＳＳ法）とダブルサンメーション法（ＤＳ法）の２種類がある。ＳＳ法は簡便でシミュレーション精度も比較的高いが，成分波の数や周波数の設定は，スペクトル解析時の周波数分解能Δｆとの関係から決めるべきであることを示した。ＤＳ法の場合，波のクロススペクトルを，主波向きに対して直角な方向に２波長以上離した３つの地点で測定し，その結果を平均すると言う手法（３地点平均法）を提案した。

概要 （英文）

IT IS VERY IMPORTANT TO REPRODUCE DIRECTIONAL IRREGULAR WAVES IN THE LABORATORY. THIS STUDY PROPOSES A SPATIAL AVERAGING METHOD WITH 3 ARRAYS FOR SIMULATING,MEASURING AND ANALYZING DICTIONAL WAVES. TO SIMULATE DIRECTIONAL WAVES SINGLE SUMMATION (1 DIRECTIONS PER FREQUENCY)AND DOUBLE SUMMATION (MULTIPLE DIRECTIONS PER FREQUENCY)ARE COMMONLY USED. THE STATISTICAL ERRORS IN THE CROSS SPECTRA OF WAVEFIELDS SIMULATED BY WAVE MODELS WERE EXAMINED THEORETICALLY AND NUMERICALLY. (1)SINCE THE CROSS SPECTRA REPRESENTED BY THE SINGLE-SUMMATION MODEL ARE RELATED ONLY TO DISTANCE VECTORS BETWEEN THE THE WAVE MEASUREMENT POINTS,THE CROSS-SPECTRA ERRORS ARE SMALL. HOWEVER,THE ERRORS INCREASE FOR MORE THAN TWO COEXISTING WAVE COMPONENTS OVER THE RANGE OF THE FREQUENCY RESOLUTION,DELTA F,ASSOCIATED WITH THE SPECTRAL ANALYSIS. (2)ON THE OTHER HAND,THE CROSS SPECTRA SIMULATED BY THE DOUBLE-SUMMATION MODEL DEPEND ON THE INITIAL PHASE ANGLES OF THE WAVE COMPONENTS AND THE WAVE MEASUREMENT SPATIAL POSITIONS. (3)THE SPATIAL DEPENDENCY OF THE ESTIMATED CROSS SPECTRA WILL BE UTILIZED TO REDUCE THE ERRORS BY SETTING SEVERAL WAVE-GAUGE ARRAYS AT DIFFERENT SPATIAL POINTS VECTOR AND THAN AVERAGING THE MEASURED CROSS SPECTRA WITH THE SAME DISTANCE. (4)TO RECORD STATISTICALLY-INDEPENDENT WAVE DATA,ARRAYS SHOULD BE SEPARATED BY ABOUT TWICE THE DISTANCE OF THE REPRESENTATIVE WAVE LENGTH PERPENDICULAR TO THE PREDOMINANT WAVE DIRECTION. NUMERICAL EXPERIMENTS SHOWED THAT THREE ARRAYS ARE SUFFICIENT FOR THIS PURPOSE.

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