FLOW-3D 適用事例 – 海岸管理


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海岸管理

海岸工学とは沿岸水域内における進行中の海岸線のプロセスおよび建造を研究する工学です。この分野は、近海の海洋学、海洋地質学、および土木工学の見地を包含しており、しばしば海岸の浸食を食い止めることに向けられるか、あるいは航法アクセスを提供します。

波動伝播のモデル化

波(主に風によって発生する)は、大陸棚を横切って海洋から海岸線まで伝播されます。これらの波は砕波帯で消散する前に多くの過程(屈折、回折、shoaling(浅くなる)、および砕ける)を経過します。砕波帯に到達する波に関連するエネルギと運動量は沿岸の形成に費やされ、岸沖流れは浜を構成する砂を移動させます。この砂の輸送は(運び込むより持ち去る砂が多い場合)海岸浸食をもたらします。

海岸浸食のシミュレーション

海岸浸食の過程は、砕波により生成される3次元流れ場、水柱と底部の両方の不安定な乱流の流砂輸送、および海岸線の移動などを包含しており非常に複雑です。この浸食過程の予測モデルを開発するための研究が世界中で行われています。

FLOW-3Dは境界で真のストークス波を導入しており、波が浜で砕けるときに正しい 波形を生成するようなシミュレーションを実施できます。正確な波の形態を維持することは、 海岸構造物を開発するための力の分布および遮断距離を技術者に提供します。

FLOW-3D は境界で真のストークス波を導入しており、波が浜で砕けるときに正しい
波形を生成するようなシミュレーションを実施できます。正確な波の形態を維持することは、
海岸構造物を開発するための力の分布および遮断距離を技術者に提供します。

波動減衰

FLOW-3D 一般移動物体(GMO)モデル は、減衰または交替する波の振動数に対する様々な設計の有効性を評価するために使用できます。以下のアニメーションは、準浮揚性の装置と入射波の相互作用を表しています。その結果流出する波の振幅を減衰させる装置の中で波の運動量は移されます。

海岸管理 FLOW-3Dによる波動減衰のシミュレーション。資料提供:Narvik Institute of Technology。

FLOW-3D による波動減衰のシミュレーション。資料提供:Narvik Institute of Technology。

海岸の保護および波力エネルギ装置

近年、環境への影響が低い再生可能ソースを使用することによってエネルギを生成するための新技術を開発することへの関心は、世界中で指数関数的に増大しました。海(流れ、波など)から電気を取り出す装置は特別に関心があって、これらを FLOW-3D で正確にモデル化できます。

FLOW-3Dを用いたWECPOS構造のシミュレーション結果。

FLOW-3Dを用いたWECPOS構造のシミュレーション結果。

その他の重要な環境側面は海の波から海岸を保護することです。波動エネルギと海岸保護の両方を考慮して、サレルノ大学の研究者はWECPOS (Wave Energy Coastal Protection Oscillating System) と呼ばれる水没システムを開発しました。WECPOSは比較的浅い深層に位置するように設計され、水分子の振動を用いることで電気の生成と海岸保護の両方に対して同時に使用することができます。

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