Quantitative estimation of sea water spray generated by a large-scale wave-overtopping at a vertical seawall

垂直海堤大规模浪翻浪产生海水喷雾的定量估算

基本信息

批准号：
21H01438
负责人：
山城賢
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，大規模越波による越波飛沫の発生過程を解明し，越波と風の状況から護岸背後域に飛来する飛沫の粒径と発生量の推定を可能とすることを目的に，現地観測，水理模型実験および数値シミュレーションを実施している．令和4年度の概要は以下のとおり．現地観測の目的は，現地で実際に越波飛沫を計測し，越波や風の状況と越波飛沫との関連を把握することである．令和3年度の冬季風浪時に，山口県の日本海沿岸にある人工島において，越波量，飛沫量，飛来塩分量，風向風速に関する現地観測を実施した．良質な観測データを蓄積するため，令和4年度も冬季に同様の観測を行った．観測では，感潮紙を用いた海水飛沫の計測を試みており，1度の越波により飛来してくる越波飛沫の粒径と個数の時間変化を捉えることに成功した．得られた大量のデータをもとに，越波の状況（打上げの規模や越波量）および風向風速と越波飛沫（粒径や発生量）や飛来塩分量との関連について検討を進めている．水理模型実験の目的は，現地では直接計測できない越波飛沫の発生の状況や飛散過程，風の作用の詳細を把握することである．令和4年度には，観測を実施した人工島における護岸や海底地形の条件をもとに，大きさが異なる2つの断面2次元造波風洞水路（九州大学，熊本高等専門学校）に異なる縮尺で実験模型を製作し，水理模型実験を実施して，現地での越波流量空間分布を概ね再現することができた．数値シミュレーションの目的は，現地での実際の現象と水理模型実験との差異を補完する情報を得ることである．令和3年度から，OpenFOAMを用いて，大規模越波から風によって越波飛沫が霧状に飛散する状況の数値シミュレーションを実施し，現地の越波飛沫量を概ね再現できることを確認していた．令和4年度には，更なる計算精度の向上に努めるとともに，より広域を対象とした数値シミュレーションを試みた．

本研究旨在阐明大规模波浪越浪造成的越浪喷雾的产生过程，并使得根据波浪越浪和风况估算飞向海堤后面区域的液滴的粒径和产生量成为可能。正在进行水力模型实验和数值模拟。 2020年的概要如下。现场观测的目的是实际测量现场的越浪浪花，了解浪浪与风况和浪浪浪花的关系。 2021年冬季风暴期间，对山口县日本海沿岸人工岛的越浪量、喷雾量、浮盐量以及风向和风速进行了现场观测。为了积累高质量的观测数据，2020年冬季又进行了类似观测。在观测过程中，我们尝试使用潮汐纸测量海水滴，并成功捕捉到了一次波浪越顶产生的粒径和越顶水滴数量的时间变化。基于获得的大量数据，我们正在研究波浪越顶条件（发射规模和越顶量）、风向和风速、越顶水滴（颗粒大小和产生量）以及空气中盐分量之间的关系。水力模型实验的目的是了解溢流液滴的产生、分散过程和风力作用的细节，这些细节是现场无法直接测量的。 2020财年，我们根据观测的人工岛海堤和海底地形条件，建设了两座不同规模的横截面二维造浪风洞（九州大学、熊本工业大学）。通过搭建实验模型并进行水力模型实验，大致再现了现场溢流的空间分布。数值模拟的目的是为了获得补充现场实际现象与水力模型实验之间差异的信息。自2021财年起，我们一直使用OpenFOAM对大规模波浪越浪导致越浪浪花被风分散成雾的情况进行数值模拟，并确认可以粗略地再现越浪量现场进行波浪喷雾。 2020年度，我们致力于进一步提高计算精度，并尝试覆盖更广泛的区域的数值模拟。