砕波に伴う渦を考慮した海底砂の浮遊機構に関する研究

考虑破浪涡流的海底砂漂浮机理研究

• 批准号: 17760410
• 负责人: 鷲見 浩一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760410/
• 关键词: 海岸工学; 砕波; 海岸侵食; 漂砂; 気液2相流; 固液2相流; 浮遊砂の移動速度; 移動床実験; MAR法; 可視化水理実験

海岸侵食を防止する新しい漂砂制御方法を構築するための初期段階においては,砕波による砂の浮遊現象の構造を解明しなければならい.そこで,本研究では水理実験と数値計算により,砕波時の波内部の渦や乱れの分布と海底砂の浮遊現象を定量的に明らかにすることに主眼をおいて,研究をした.本研究の概要は,砕波による砂の浮遊現象を解明し海岸侵食を防止するためには,砕波帯内に生じた渦や乱れが海底砂の巻き上げを引き起こす構造を検討した.続いて,これらの現象をモデル化し,砕波による浮遊砂量を考慮した漂砂量を定式化した.本研究では,PIV法による水理実験とMARS法という気液混相流の直接数値計算により波内部の流速場を詳細に把握し,進行波の砕波に伴う渦や乱れの時空間的変化を算定して,1)砕波形式の相違による波内部の渦度分布,乱れ強度の特性を考究し,さらに,砕波と底質の浮遊との関連を,砂を追跡粒子としたPIV法による移動床実験により検討して,2)砕波時の渦や乱れによる砂の浮遊構造と3)砕波形式や無次元係数Cの相違による海底砂の浮遊形態を解明した.また,粒子濃度計による浮遊砂量の定量的評価を実施して,4)砕波形式の相違による砂の浮遊量の特性を明らかにした.砕波帯内に生じた渦や乱れが海底砂の巻き上げを引き起こす構造を,水理実験とMARS法を自由表面の解法としたk-ε乱流モデルによる気液混相流の直接数値計算により明らかし,波内部の渦構造,乱れ強度の分布特性と海底砂の浮遊現象を関連づけるパラメータを見いだした.砂粒を追跡粒子としたPIV法による実験を実施して,海底砂の浮遊と沈降の速度を詳細に把握した.さらに,撮影画像の解析から砕波形式の相違による海底砂の浮遊形態を解明した.

在建立一种新的冲积控制方法以防止沿海侵蚀的早期阶段，必须阐明由于断裂波引起的沙子浮动现象的结构。因此，在这项研究中，我们专注于通过液压实验和数值计算，在断裂波和海床砂的浮动现象中定量阐明波浪中涡流和湍流的分布。这项研究的概述是，为了澄清波浪造成的沙子的浮动现象，防止沿海侵蚀，在波浪破裂区内发生的涡流。湍流导致海床沙的结构结束。接下来，考虑到由断裂波引起的浮砂量，对这些现象进行了建模，并配制了冲积砂的量。在这项研究中，我们使用PIV方法和MARS方法通过直接计算气体液体混合相流量的数值计算来详细掌握了波浪内部的流速度场，并计算了涡流中的时空变化和与行进波的破裂波相关的涡旋变化，以及1）涡流分布和涡轮分布的特征，以在旋转范围内差异范围差异。此外，通过使用沙子作为跟踪颗粒的PIV方法研究了断裂波和沉积物悬浮液之间的关系，以及2）2）由于涡流和破裂波期间的涡流和湍流而导致的沙子的浮动结构，以及3）海底沙子的浮动形状，由于破裂形式和尺寸无限制的汇总量的悬浮量的悬浮量，均衡的汇总量的差异，均衡的汇总量，均匀的汇总量，量化量的均匀量，量化量的均匀限量，量化的均匀量，量化量的量化量，量化量的数量，量化量的量化量。断裂波形的差异。破裂波区域内产生的涡流和湍流的结构导致海底砂升高。通过使用液压实验的K-ε湍流模型对气体液体混合相流量的直接数值计算和MARS方法作为自由表面溶液来揭示构建，以及与波浪内部涡流结构的分布特征，湍流强度的分布特性和海底砂的浮力现象相关的参数。使用使用砂粒作为跟踪颗粒的PIV方法的实验，以详细了解海底砂的浮动和沉降速度。此外，由于拍照图像的分析，阐明了由于断裂波格式差异而引起的海底沙子的浮动形状。

项目成果

固液2相流での砕波に伴う浮遊砂の移動速度に関する研究

固液两相流中波浪破碎引起的悬浮砂体运动速度研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 土木学会 海岸工学論文集 53
• 作者: 川崎浩司;島知宏;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一
• 通讯作者: 鷲見 浩一

気液2相流における砕波時の流速場と渦構造に関する研究

气液两相流波破碎过程中流速场及涡结构研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 土木学会 海岸工学論文集 53
• 作者: 川崎浩司;島知宏;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一
• 通讯作者: 鷲見 浩一

海浜の平衡断面の相違による浮遊砂濃度と流れ場の関係に関する研究

滩平衡断面差异引起的悬沙浓度与流场关系研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: 土木学会 海岸工学論文集 53
• 作者: 川崎浩司;島知宏;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一
• 通讯作者: 鷲見 浩一

砕波形式の相違による浮遊砂の移動速度に関する研究

波浪破碎类型差异引起的悬浮沙体运动速度研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 土木学会,海岸工学論文集 52
• 作者: 川崎浩司;島知宏;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一
• 通讯作者: 鷲見 浩一

砕波による水中圧力の時空間分布に関する研究

碎浪水下压力时空分布研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 土木学会,海洋開発論文集 21
• 作者: 川崎浩司;島知宏;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一;鷲見 浩一
• 通讯作者: 鷲見 浩一