報告書番号

U91048

タイトル（和文）

ポーラスボディモデルによる透過性防波堤周辺の波動解析（その１）－手法の開発－

タイトル（英文）

POROUS BODY MODEL ANALYSIS OF NONLINEAR WAVETRANSFORMATION THROUGH PERMEABLE BREAKWATER

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では発電所の立地拡大を目的に，浮揚式海上立地方式の検討を進めている。この方式は防波堤や護岸で囲まれた水域内に発電所プラント全体を浮かべるものである。浮体の動揺量を予測するためには，防波堤からの透過波を精度高く評価する必要がある。透過性構造物による波の変形に関する従来の計算手法は，単純な構造を対象にした線形ポテンシャル理論に基づくものであった。本研究では，実際の複雑な構造形式に適用するために，波の非線形性および波と構造物との相互干渉における非線形性を考慮できる精度の高い数値計算手法を開発した。先ず，透過性構造物のない条件における，非線形進行波や非線形完全重複波の摂動解により本計算手法の適用性を検証した。さらに，透過性構造物による非線形波の変形をシミュレートし，水理実験により検証した。いずれの場合においても本計算手法により良好に再現でき，非線形波の数値解析が可能となった。

概要 （英文）

A NUMERICAL SIMULATION WAS DEVELOPED TO PREDICT THE TRANSFORMATION OF NONLINEAR WAVES IN THE FIELD PARTIALLY OCCUPIED BY A PERMEABLE BREAKWATER. THE POROUS BODY MODEL,DEVELOPED PREVIOUSLY FOR FLOW IN A VESSEL CONTAINING SOLID OBJECTS. WAS APPLIED TO THE WAVE FIELD. THE INTERACTION BETWEEN WAVES AND STRUCTUTRES IS EXPRESSED BY THE RESISTANCE FORCES IN THE STRUCTURE,INERTIA AND DRAG INCLUDING THE EXPERIMENTALLY-DETERMINED INERTIA AND DRAG COEFFICIENTS. THE NONLINEAR DRAG IS INTRODUCED HERE. THE PRESENT METHOD CAN ALSO BE APPLIED TO PURE WAVE FIELDS BY NEGLECTING THE PERMEABLE STRUCTURE. THE NUMERICAL SIMULATION OF THE NONLINEAR WAVE PROPAGATION IN A REGION WITH NO OBSTACLE ANDOF THE NONLINEAR STANDING WAVE IN FRONT OF A COMPLETELY IMPERMEABLE VERTICAL WALL AGREES WITH THE ANALYTICAL SOLUTIONS. WAVE TRANSFORMATION DUE TO A RECTANGULAR PERMEABLE BREAKWATER WAS SIMULATED TO OBTAIN REASONABLE PROFILES AND THE VELOCITIES OF THE WAVE FIELDS. THE INERTIA AND DRAG COEFFICIENTS WERE ESTIMATED WHEN THE WAVE REFLECTION AND TRANSMISSION COEFFICIENTS AGREE WITH EXPERIMENTAL RESULTS.THIS METHOD CAN EVALUATETHE WAVE FORCE AND MOMENT OF WAVE PRESSURE ACTING ON A PERMEABLE BREAKWATER BY INTEGRATING THE CALCULATED WAVE PRESSURE.

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