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もりよりかむら
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1 I I Numerical Analysis of Tsunami Propagating on Wide Reef Platform Using Turbulence Model Takahito MIKAMI and Tomoya SHIBAYAMA This paper aims to understand the characteristics of a tsunami propagating over a wide reef platform, which was observed during a field survey of the 2009 Samoan Islands Tsunami, by using a turbulence model. A Large Eddy Simulation (LES) model was used to simulate wave breaking and energy dissipation. The results of the numerical simulations were shown to reproduce well the results of the field survey of the 2009 Samoan Islands Tsunami. In particular after the 2004 Indian Ocean Tsunami, tsunamis propagating over coral reefs were observed in many countries, such as the Maldives, the southwest coast of Sri Lanka and Solomon Islands. The present method may also apply to these countries and contribute to considering regional tsunami mitigation strategies a Satitoa 200km 20 1 b Faleaseela

2 Fernando Hikkaduwa Dodanduwa Hikkaduwa Akuralla Kulhudhuffushi Kunkel Baba Large Eddy Simulation LES 1 Navier-Stokes LES 1 2 u i i p tρ g τ ij SGS 2 f CIP f 0.5 non-slip 3 SOR Successive over-relaxation CIP 3 x y z 1cm0.002s /100 h r =

3 I_78 土木学会論文集B2 海岸工学 Vol. 68 No cm 沖側境界での水深は hi=30cm としたリーフエッは分裂した波が発達したまま遡上して砕波する場合にジには勾配 1/2 の斜面を海岸線近傍には勾配 1/10 の斜は津波本体の静水圧に加えて衝撃砕波圧が発生するこ面を取り付けているリーフの長さについてはとを実験により確かめているリーフの幅が広いほど分 Lr=500cm 750cm 1000cmの3種類を用いた裂が顕著になり後続の波が十分に発達すると考えられ津波は波長の長い規則波クノイド波の 3 次近似解るので幅の広いリーフをもつ地域では分裂した波ので模擬した周期 T=30.0s をとし波高については遡上とそれらの波が及ぼす作用について十分に考慮する Hi=5.0cm 6.0cm 7.0cm の3種類を用いた必要がある 2 解析結果リーフ上での砕波条件については岩瀬ら 2001 が a 波の変形本研究とほぼ同様のスケールのもとに水平床を用いた水まずリーフ上での波の変形に着目する図-3 にリー理実験を行って確かめている実験結果から岩瀬らはフ上での波の変形の様子を示すリーフ上に入射した波は徐々に前面の勾配が大きくなっていきある程度まで大きくなった後は波高が少しずつ小さくなっていくこ砕波点における波高水深比 Hb/h は平均的に 3 とがわかるまたリーフ上を伝播しながら波峰が 2 つであるとしているまた水平床におけるソリトン分裂に分裂していく様子が確認でき Lr=1000cm の場合には波は伝播に伴い次第に小さくなり砕波が終了する点が存汀線付近で後続の波の高さが前の波の高さとほぼ同じに在し砕波終了時の波高水深比 He/h は平均的になるまで発達している以上よりリーフ上での津波挙動について波峰の分裂と波高の増減の 2 点を大きな特 4 であるとしている徴として挙げることができる津波が遠浅な浅海域を伝播する場合水深変化に伴う入射波高 Hi=5.0cm の場合には式 3 の関係を満た波の非線形項と波数分散項の位相のずれからソリトン分す程に波高は高まらなかったが入射波高 Hi=7.0cm の場裂が発生することが知られている岩瀬ら 2000 ソ合には流速ベクトル図より x= cm 付近で砕リトン分裂した波の及ぼす影響として安田ら 2006 波しながら進んでいく様子が確認できた波を入射させてから 17.6 秒後 18.8 秒後までの 0.3 秒ごとの流速ベクトル図を図-4 に示す図中の破線は式 3 を用いて求めた砕波点における波高 H b 一点鎖線は式 4 を用いて求めた砕波終了時における波高 He をそれぞれ表わしている波は前面で砕波を起こし波高を小さくしながらも図-2 地形条件図-3 岸に向かって進んでいく様子がわかるサモア諸島でもリーフ上での波の変形波が入射して16.0 秒後から 1秒ごとの波形

4 b 1 x= cm H i =5.0cm L r 3 1 x=10cm 1W 10 5 x=10cm L r =750cm H i 3 5.0cm 6.0cm 7.0cm

5 LES 5 5. LES 2009 B No pp pp Faainuseiamalie Latu 2010 B2 Vol. 66 No. 1 pp pp pp pp pp Baba, T., Mleczko, R., Burbidge, D., Cummins, P. R. and Thio, H. K. (2008): The effect of the Great Barrier Reef on the propagation of the 2007 Solomon Islands tsunami recorded in northeastern Australia, Pure and Applied Geophysics, Vol. 165, pp Fernando, H. J. S., McCulley, J. L., Mendis, S. G. and Perera, K. (2005): Coral poaching worsens tsunami destruction in Sri Lanka, Eos Transactions, AGU, Vol. 86, No. 33, pp. 301, 304. Kunkel, C. M., Hallberg, R. W. and Oppenheimer, M. (2006): Coral reefs reduce tsunami impact in model simulations, Geophysical Research Letters, Vol. 33, L23612.

非線形長波モデルと流体粒子法による津波シミュレータの開発 I_ m ρ v p h g a b a 2h b r ab a b Fang W r ab h 5 Wendland 1995 q= r ab /h a d W r ab h

非線形長波モデルと流体粒子法による津波シミュレータの開発 I_ m ρ v p h g a b a 2h b r ab a b Fang W r ab h 5 Wendland 1995 q= r ab /h a d W r ab h 土木学会論文集 B2( 海岸工学 ) Vol. 70, No. 2, 2014, I_016-I_020 非線形長波モデルと流体粒子法による津波シミュレータの開発 Development of a Tsunami Simulator Integrating the Smoothed-Particle Hydrodynamics Method and the Nonlinear Shallow Water