報告書番号

U93052

タイトル（和文）

透過性防波堤周辺の波動場解析へのポーラスボディモデルの適用

タイトル（英文）

Numerical simulation of nonlinear wave interacting with permeable breakwaters

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では、まず浮揚式海上立地発電所の係留水域への透過波の低減に対する適切な構造を水理実験結果に基づいて示し、透過性構造物と非線形波の相互干渉を考慮できる断面２次元数値計算モデル（ポーラスボディモデル）をこの構造形式を取り入れた透過性防波堤に適用し、その妥当性を検証した。本計算モデルによって、消波ブロック傾斜堤ならびに消波工とケーソンで構成される透過性防波堤の両者について防波堤周辺の波浪変形の水理実験結果を良好に再現できることを示した。また、従来水理実験を中心に行われていた、透過性防波堤周辺および内部の水理現象に関する検討が数値実験により可能であることを示した。最後に、反射波、透過波ならびに波圧に及ぼす実験スケール効果を数値計算によりこれら諸量と慣性力係数、抗力係数との関係から実験スケール効果のメカニズムを明らかにした。

概要 （英文）

A fully nonlinear numerical model has been developed to simulate the wave motion near and in a permeable breakwater.The simulated results were compared with hydraulic experimental ones using two types of permeable breakwaters,a rubble-mound breakwater and a caisson breakwater covered with armor units.The present model can reproduce the wave reflection and transmission,and also the pressure on the caisson.Wave profiles and velocity fields near and in the permeable breakwaters were realistically simulated.Wave force acting on armor units was estimated by Morison equation with the computed velocity.The maximum wave force was found near the still water level during wave run-up.The scale effects on the wave reflection,transmission and wave-induced pore pressure were demonstrated by the hydraulic experiments.Computation interprets these scale effects.As model scale increases the drag coefficient decreases and the inertia coefficient increases.As the result,the wave energy dissipation due to the drag force decreases while the wave reflection increases due to the inertial resistance.Consequently,the scale effect on the wave-induced pore pressure is canceled by two opposite effects of fluid resistance.The drag and inertia coefficients were determined so thatthe reflection and transmission coefficients of the experiment fit with those of the computation,respectively.

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