海底地形が浮体の波浪中の動揺性能に及ぼす影響の研究

海底地形对浮体波浪运动性能的影响研究

• 批准号: 03650368
• 负责人: 経塚 雄策
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650368/
• 关键词: 海底地形による波兵変形; 斜面による反射波; 波浪強制力; 浮体動揺; 砕波の線形化モデル; 境界要素法

海洋構造物が海岸近くに設置される場合には海岸線による波の反射とともに海底地形による波の屈析、変形の影響を受ける。本研究では、海洋構造物の波浪強制力に及ぼす海底地形と海岸線からの反射波の影響を見積るために(1)任意形状の海底地形による波の変形の数値計算プログラムの開発(2)直線斜面による反射波係数の推定のための線形化モデルの提案について理論的実験的な研究を実施した。(1)については複雑な海底地形近傍では基本特異性のみを含むグリ-ン関数により、また遠方では一定水深域を仮定して固有関数展開表示した解を接合することによって高精度な解を得ることができた。(2)では、(1)の手法を応用して砕波帯を仮想な無限長の一定水深領域で置きかえることによって表現した線形化モデルを提案した。そして、入射波高による非線形影響は仮想領域の水深を線形的変化させることによって表現するものとした。このことを実験的に調べるため2次元造波水槽において勾配が1/10、1/3、1/2の直線斜面を水槽内に設置して反射波係数の計測と砕波形式などを調べた。その結果、斜面勾配が1/10の場合には本研究で提案した線形化モデルによって反射波係数の絶対値と位相差が実験値と良く対応しており良い近似であることがわかった。斜面勾配が1/3と1/2の場合には反射波係数の絶対値が実験値に比べて過小となったが、仮想領域では捨石中の流体運動を記述する空隙率と速度に比例する減衰係数の導入によって改善しうるのではないかと考えている。以上の結果により、海底地形と海岸線からの波の反射の影響を考慮した海洋構造物の波浪強制力が線形理論によって求められることになった。現在、これらのデ-タをとりまとめて平成4年度春季関西造船協会講演会で発表の予定である。

当海上结构物安装在海岸附近时，它们会受到海岸线的波浪反射以及海底地形造成的波浪弯曲和变形的影响。在本研究中，为了估计海底地形和海岸线反射波对海上结构物波浪力的影响，我们将（1）开发任意形状的海底地形引起的波浪变形的数值计算程序，以及（2） ）对直坡坡度进行了理论和实验研究，提出了估计反射波系数的线性模型。关于（1），通过使用仅包括复杂海底地形附近的基本奇点的格林函数，并通过假设远处区域中水深恒定的区域，结合由本征函数展开表示的解，可以获得高精度的解。这样做。在(2)中，我们应用(1)中的方法，提出了用虚拟无限长度恒定水深区域代替破浪区来表示的线性化模型。入射波高的非线性影响通过虚拟区域中水深的线性变化来表达。为了对此进行实验研究，我们在二维波浪池中安装了坡度为1/10、1/3和1/2的直坡，测量了反射波系数并研究了波浪破碎类型。结果，当坡度斜率为1/10时，发现本研究提出的线性化模型得到的反射波系数的绝对值和相位差与实验值吻合较好，是一个很好的近似值。当坡度为1/3和1/2时，反射波系数的绝对值小于实验值，但在虚拟区域中它与描述碎石中流体运动的孔隙度和速度成正比。相信这可以通过引入阻尼系数来改善。根据上述结果，可以利用线性理论计算海洋结构的波浪力，并考虑海底地形和海岸线波浪反射的影响。我们目前正计划汇编这些数据并在 1992 年春季关西造船协会讲座上展示。

项目成果

経塚 雄策,池田 浩: "斜面による反射波係数と線形化モデル" 関西造船協会誌. 218. (1992)

Yusaku Kyozuka、Hiroshi Ikeda：“通过斜率和线性化模型计算反射波系数”，关西造船协会杂志 218。（1992 年）