財団法人 電力中央研究所

電力中央研究所 研究報告書(電力中央研究所報告)
[CRIEPI Research Report]

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研究報告書 詳細情報
[Detailed Information]

報告書番号 [Report Number]
N12010
タイトル
陸上構造物に対する津波流体力評価(その1)−有限幅構造物に対する非越流条件での数値的検討−
[Title]
Tsunami fluid force on land structures (Part I) - Numerical study for structures with finite width under non-overflow condition-
概要 (図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております)
非越流条件において,矩形構造物を通過する津波の3次元数値計算を実施することにより,構造物へ作用する津波による流体力の特徴を調べた.津波は急峻な先端と一定流速・水深を持つ流れを急速に解放することによって発生させた.そして,構造物幅と水深の比,及び,フルード数を変えた数値計算を実施した.計算結果より,構造物に作用する流体力および構造物前面での水深がフルード数,及び,構造物幅と水深の比に依存することがわかった.ほとんどの条件において,構造物前面での圧力分布は静水圧分布に近い分布であったが,高いフルード数,および,構造物幅と水深の比が小さい条件において,静水圧分布と異なる分布を示した.また,構造物上流側での比エネルギーを用いることにより,津波流体力を推定できることを示した.この推定手法を用いることにより,発電所周辺を対象とした津波氾濫解析結果から,発電所内の構造物に作用する津波流体力を推定することができる.
[Abstract]
By carrying out three dimensional numerical simulations of tsunami passing through a rectangular structure with finite width under non-overflow condition, characteristics of fluid force on land structures induced by tsunami were investigated. The tsunami was generated by quick release of the flow with a sharp head and a constant velocity and water depth in the upstream region. We carried out numerical simulations in the cases with four Froude number (1.0, 1.5, 2.0, and 3.0) and four ratios of structure width to water depth (0.5, 1.0, 2.0, and 5.0). The results showed that the fluid forces and water levels on the structure depended on Froude number and the ratio of structure width to water depth. The vertical profiles of the pressure could be approximately expressed by hydrostatic pressure profiles except for the cases with high Froude number or low ratio of structure width to water depth. The tsunami fluid force can be estimated by using specific energy of the upstream region of the structure. With this estimation method, the tsunami fluid force on structures in power plants can be estimated by using numerical results of tsunami inundation simulations around the power plants.
報告書年度 [Report's Fiscal Year]
2012
発行年月 [Issued Year / Month]
2012/12
報告者 [Author]

担当

氏名

所属

木原 直人

地球工学研究所 流体科学領域

高畠 大輔

地球工学研究所 構造工学領域

吉井 匠

環境科学研究所 水域環境領域

池野 正明

環境科学研究所 水域環境領域

太田 一行

地球工学研究所 流体科学領域

田中 伸和

電力中央研究所

キーワード [Keywords]
和文 英文
津波 Tsunami
流体力 Fluid force
数値流体解析 Computational fluid dynamics
波圧 Wave pressure
非越流条件 Non-overflow condition
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