JP6816975B2 - Wave-making device and wave-making method - Google Patents
Wave-making device and wave-making method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6816975B2 JP6816975B2 JP2016110089A JP2016110089A JP6816975B2 JP 6816975 B2 JP6816975 B2 JP 6816975B2 JP 2016110089 A JP2016110089 A JP 2016110089A JP 2016110089 A JP2016110089 A JP 2016110089A JP 6816975 B2 JP6816975 B2 JP 6816975B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- wave
- water storage
- partition plate
- measurement object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 583
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 140
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 140
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 18
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 241000238413 Octopus Species 0.000 claims 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、造波装置および造波方法に関し、さらに詳しくは、津波波形の先端部分の立ち上がり波形(段波)と長い周期の波(長周期波)を連続的に造波して、実際の津波に近い波を再現することができる造波装置および造波方法に関するものである。 The present invention relates to a wave-making device and a wave-making method. More specifically, the present invention continuously creates a rising waveform (bore) and a long-period wave (long-period wave) at the tip of a tsunami waveform, and actually creates an actual wave. It relates to a wave-making device and a wave-making method capable of reproducing a wave close to a tsunami.
津波の発生原因の多くは海域の海底地震により発生し、水平スケールでは数十〜100kmの範囲で数mの海面の変位が生じて海域全体に伝播していく。そのため、津波の周期は数分から数十分と非常に長く、津波の先端が浅海域に到達すると急激に波高が増加して先端部には段波が発生する。 Most of the causes of tsunamis are caused by submarine earthquakes in the sea area, and on a horizontal scale, displacement of the sea surface of several meters occurs in the range of several tens to 100 km and propagates throughout the sea area. Therefore, the period of the tsunami is very long, from several minutes to several tens of minutes, and when the tip of the tsunami reaches the shallow sea area, the wave height increases sharply and a bore is generated at the tip.
従来、津波を対象とした水理実験を行う場合、ピストン式やポンプ式の造波装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、従来の造波装置では、津波波形の先端部分の立ち上がり波形と長い周期の波を同時に再現することは困難であった。例えば、ピストン式は造波板を長周期で動かして造波するが、津波のような波高の大きな波を再現する場合には、造波板を長距離にわたって移動させる必要があり、大規模な施設が必要となる。そのため、周期の長い正弦波や孤立波を造波して、津波波形の先端部分の立ち上がり波形のみを対象とする水理実験を行うにとどまっていた。 Conventionally, when conducting a hydraulic experiment targeting a tsunami, a piston-type or pump-type wave-making device has been used (see, for example, Patent Document 1). However, with the conventional wave-making device, it is difficult to simultaneously reproduce the rising waveform at the tip of the tsunami waveform and the wave with a long period. For example, in the piston type, the wave-making plate is moved in a long period to generate waves, but when reproducing a wave with a large wave height such as a tsunami, it is necessary to move the wave-making plate over a long distance, which is a large scale. Facilities are needed. Therefore, we have only conducted hydraulic experiments targeting only the rising waveform at the tip of the tsunami waveform by creating long-period sine waves and solitary waves.
ポンプ式は長周期の波を造波することが可能であるが、ポンプの特性から急激に立ち上がる波形を造波することが困難であり、津波のような波高の大きい波を造波する場合には、大容量のポンプが必要となる。このように、従来の造波方法では、津波に近い波を再現するには大規模な施設が必要となるため、津波に近い波を再現して水理実験を行うことは困難であった。そこで、大規模な施設を必要とせず、津波に近い波を再現できる造波装置および造波方法が望まれていた。 The pump type can generate long-period waves, but it is difficult to create a waveform that rises sharply due to the characteristics of the pump, and when creating a wave with a large wave height such as a tsunami. Requires a large capacity pump. As described above, with the conventional wave-making method, a large-scale facility is required to reproduce a wave close to a tsunami, so it is difficult to reproduce a wave close to a tsunami and perform a hydraulic experiment. Therefore, a wave-making device and a wave-making method that can reproduce waves close to a tsunami without requiring a large-scale facility have been desired.
本発明の目的は津波波形の先端部分の立ち上がり波形(段波)と長い周期の波(長周期波)を連続的に造波して、実際の津波に近い波を再現することができる造波装置および造波方法を提供することにある。 An object of the present invention is to continuously generate a rising waveform (bor) at the tip of a tsunami waveform and a long-period wave (long-period wave) to reproduce a wave close to an actual tsunami. To provide equipment and wave-forming methods.
上記目的を達成するため、本発明の造波装置は、測定対象物が内部に配置される水槽と、この水槽の内部に前記測定対象物に対して水槽の長手方向に間隔をあけて設置される貯水部と、この貯水部の前記測定対象物側の面を構成する仕切り板と、この仕切り板を上下移動させる移動機構とを備えて、前記仕切り板の上方移動によって開口した前記貯水部の前記測定対象物側から前記測定対象物に向かって流出させたこの貯水部の中の水によって波を発生させる造波装置において、前記流出させた水を前記貯水部に循環させる循環手段と、前記仕切り板の上下移動を制御する制御部と、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を検知する波高センサとを備え、前記水槽を上側底面と下側底面とを有する二重底面構造に形成し、前記上側底面上に前記測定対象物および前記貯水部が配置され、前記上側底面と前記下側底面との間に形成された溜水部と、前記上側底面の長手方向両端部に形成された上下に貫通する連通部とを設け、前記連通部を通じて前記溜水部に流入した前記水を前記循環手段により前記貯水部に循環させる構成にして、前記波高センサによる検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記水槽の内部に、前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする。
本発明の別の造波装置は、測定対象物が内部に配置される水槽と、この水槽の内部に前記測定対象物に対して水槽の長手方向に間隔をあけて設置される貯水部と、この貯水部の前記測定対象物側の面を構成する仕切り板と、この仕切り板を上下移動させる移動機構とを備えて、前記仕切り板の上方移動によって開口した前記貯水部の前記測定対象物側から前記測定対象物に向かって流出させたこの貯水部の中の水によって波を発生させる造波装置において、前記流出させた水を前記貯水部に循環させる循環手段と、前記仕切り板の上下移動を制御する制御部と、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を検知する波高センサとを備え、前記貯水部の中の水を前記仕切り板とは対向する側にオーバーフローさせることにより、前記貯水部の水位を一定に維持する構成にして、前記波高センサによる検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記水槽の内部に、前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする。
本発明のさらに別の造波装置は、測定対象物が内部に配置される水槽と、この水槽の内部に前記測定対象物に対して水槽の長手方向に間隔をあけて設置される貯水部と、この貯水部の前記測定対象物側の面を構成する仕切り板と、この仕切り板を上下移動させる移動機構とを備えて、前記仕切り板の上方移動によって開口した前記貯水部の前記測定対象物側から前記測定対象物に向かって流出させたこの貯水部の中の水によって波を発生させる造波装置において、前記流出させた水を前記貯水部に循環させる循環手段と、前記仕切り板の上下移動を制御する制御部と、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を検知する波高センサと、前記測定対象物よりも前記流出させた水の流出方向下流側に設けられた可動堰と、前記測定対象物と前記可動堰との間の水位を検知する波高センサとを備え、前記測定対象物と前記可動堰との間に水を所定の水位で貯留した状態で前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させて前記対象物と前記可動堰との間に流入させ、前記流出させた水を前記可動堰を通過させて前記貯水部に循環させるとともに、前記測定対象物と前記可動堰との間の水位が前記可動堰により変更できる構成にして、前記仕切り板と前記測定対象物との間での前記波高センサによる検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記水槽の内部に、前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させ、かつ、前記測定対象物と前記可動堰との間の水位を検知する前記波高センサによって両者の間の水位を検知して、この検知データと、発生させた波により前記測定対象物と前記可動堰との間に水が流入した際に両者の間で再現したい予め決定された所定の水位データとに基づいて、前記制御部によって制御される前記可動堰により前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水を前記所定の水位に制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the wave-making device of the present invention is installed inside the water tank in which the object to be measured is arranged and inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank with respect to the object to be measured. The water storage unit is provided with a partition plate forming a surface of the water storage unit on the measurement object side, and a moving mechanism for moving the partition plate up and down, and the water storage unit opened by moving the partition plate upward. In a wave-making device that generates waves by water in the water storage unit that has flowed out from the measurement target side toward the measurement target, a circulation means that circulates the discharged water to the water storage unit and the above. A control unit that controls the vertical movement of the partition plate, a wave height sensor that detects the wave height between the partition plate and the measurement object, and the water tank having an upper bottom surface and a lower bottom surface. The water storage portion formed in a heavy bottom structure, the measurement object and the water storage portion are arranged on the upper bottom surface, and the water storage portion formed between the upper bottom surface and the lower bottom surface, and the longitudinal direction of the upper bottom surface. The data detected by the wave height sensor is provided with vertically penetrating communication portions formed at both ends, and the water flowing into the water storage portion through the communication portion is circulated to the water storage portion by the circulation means. By controlling the vertical movement of the partition plate based on the predetermined waveform data, the outflowing water generates a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data inside the water tank. It is characterized by letting it.
Another wave-making device of the present invention includes a water tank in which the object to be measured is arranged inside, and a water storage unit installed inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank with respect to the object to be measured. A partition plate forming a surface of the water storage unit on the measurement target side and a moving mechanism for moving the partition plate up and down are provided, and the water storage unit is opened on the measurement target side by the upward movement of the partition plate. In a wave-making device that generates waves by the water in the water storage unit that has flowed out from the water to the measurement target, the circulating means that circulates the discharged water to the water storage unit and the vertical movement of the partition plate. A control unit for controlling the water and a wave height sensor for detecting the wave height between the partition plate and the measurement object are provided, and water in the water storage unit overflows to a side facing the partition plate. The water level of the water storage unit is maintained constant, and the vertical movement of the partition plate is controlled based on the detection data by the wave height sensor and the waveform data determined in advance. It is characterized in that water is used to generate a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data inside the water tank.
Yet another wave-making device of the present invention includes a water tank in which the object to be measured is arranged inside, and a water storage unit installed inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank with respect to the object to be measured. A partition plate constituting the surface of the water storage unit on the side of the measurement object and a moving mechanism for moving the partition plate up and down are provided, and the measurement object of the water storage unit opened by the upward movement of the partition plate. In a wave-making device that generates waves by the water in the water storage unit that has flowed out from the side toward the measurement object, the circulating means that circulates the discharged water to the water storage unit and the upper and lower parts of the partition plate. A control unit that controls movement, a wave height sensor that detects the wave height between the partition plate and the measurement object, and a wave height sensor that detects the wave height between the partition plate and the measurement object are provided on the downstream side of the measurement object in the outflow direction. The movable weir is provided with a wave height sensor that detects the water level between the measurement object and the movable weir, and the water is stored at a predetermined water level between the measurement object and the movable weir. The water in the water storage unit is flowed toward the measurement object and flows between the object and the movable weir, and the discharged water is passed through the movable weir and circulated to the water storage part. At the same time, the water level between the measurement object and the movable weir can be changed by the movable weir, and the detection data by the wave height sensor between the partition plate and the measurement object and the predetermined value are determined in advance. By controlling the vertical movement of the partition plate based on the waveform data, the outflowed water generates a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data inside the water tank, and the said The wave height sensor that detects the water level between the object to be measured and the movable weir detects the water level between the two, and this detection data and the generated wave are used between the object to be measured and the movable weir. Based on predetermined predetermined water level data to be reproduced between the two when water flows into the water, the movable dam controlled by the control unit stores the water between the measurement object and the movable dam. It is characterized in that the water is controlled to the predetermined water level.
本発明の造波方法は、水槽の内部に、水槽の長手方向に間隔をあけて測定対象物と貯水部とを配置し、この貯水部の前記測定対象物側の面を構成する仕切り板を上方移動させることにより、前記貯水部の前記測定対象物側を開口させて前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させ、この流出させた水によって波を発生させる造波方法において、前記水槽が上側底面と下側底面とを有する二重底面構造であり、前記上側底面上に前記測定対象物および前記貯水部を配置し、前記上側底面と前記下側底面との間に溜水部を形成して、前記上側底面の長手方向両端部に上下に貫通する連通部を設け、前記連通部を通じて前記溜水部に流入した前記水を前記貯水部に循環させることで、前記流出させた水を前記貯水部に循環させるとともに、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする。
本発明の別の造波方法は、水槽の内部に、水槽の長手方向に間隔をあけて測定対象物と貯水部とを配置し、この貯水部の前記測定対象物側の面を構成する仕切り板を上方移動させることにより、前記貯水部の前記測定対象物側を開口させて前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させ、この流出させた水によって波を発生させる造波方法において、前記貯水部の中の水を前記仕切り板とは対向する側にオーバーフローさせて前記貯水部の水位を一定に維持しつつ、前記流出させた水を前記貯水部に循環させるとともに、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする。
本発明のさらに別の造波方法は、水槽の内部に、水槽の長手方向に間隔をあけて測定対象物と貯水部とを配置し、この貯水部の前記測定対象物側の面を構成する仕切り板を上方移動させることにより、前記貯水部の前記測定対象物側を開口させて前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させ、この流出させた水によって波を発生させる造波方法において、前記測定対象物よりも前記流出させた水の流出方向下流側に可動堰を設け、前記測定対象物と前記可動堰との間に水を所定の水位で貯留した状態で前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させて前記対象物と前記可動堰との間に流入させ、前記流出させた水を前記可動堰を通過させて前記貯水部に循環させるとともに、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させ、かつ、前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水の水位を検知する波高センサによって両者の間の水位を検知して、この検知データと、発生させた波により前記測定対象物と前記可動堰との間に水が流入した際に両者の間で再現したい予め決定された所定の水位データとに基づいて、前記可動堰の上下高さを変更することにより前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水を前記所定の水位に制御することを特徴とする。
In the wave-making method of the present invention, a measurement object and a water storage portion are arranged inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank, and a partition plate constituting the surface of the water storage portion on the measurement target side is provided. A wave-making method in which the measurement target side of the water storage unit is opened by moving upward to allow water in the water storage unit to flow out toward the measurement target, and the discharged water generates a wave. In the above, the water tank has a double bottom surface structure having an upper bottom surface and a lower bottom surface, and the measurement object and the water storage portion are arranged on the upper bottom surface, and between the upper bottom surface and the lower bottom surface. By forming a water reservoir, providing communication portions that penetrate vertically at both ends of the upper bottom surface in the longitudinal direction, and circulating the water that has flowed into the water storage portion through the communication portion to the water storage portion. The outflowed water is circulated to the water storage unit, and the wave height of the wave is detected between the partition plate and the measurement object by the wave height sensor, and the wave height is detected based on the detection data and the predetermined waveform data. By controlling the vertical movement of the partition plate, it is characterized in that the outflowed water generates a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data.
In another wave-making method of the present invention, a measurement object and a water storage portion are arranged inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank, and a partition constituting the surface of the water storage portion on the measurement target side is formed. By moving the plate upward, the side of the water storage unit to be measured is opened, the water in the water storage unit is discharged toward the measurement object, and the discharged water generates a wave. In the wave method, the water in the water storage section is overflowed to the side facing the partition plate to keep the water level of the water storage section constant, and the outflowed water is circulated to the water storage section. The outflow is performed by detecting the wave height of the wave between the partition plate and the measurement object by a wave height sensor and controlling the vertical movement of the partition plate based on the detection data and the predetermined waveform data. It is characterized in that a wave having a waveform close to the predetermined waveform data is generated by the water.
In yet another wave-making method of the present invention, a measurement object and a water storage unit are arranged inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank, and a surface of the water storage unit on the measurement target side is formed. By moving the partition plate upward, the measurement object side of the water storage unit is opened to allow the water in the water storage unit to flow out toward the measurement object, and the discharged water generates a wave. In the wave-making method, a movable weir is provided on the downstream side in the outflow direction of the outflowed water from the measurement object, and the water is stored at a predetermined water level between the measurement object and the movable weir. The water in the water storage unit is flowed toward the measurement object and flows between the object and the movable weir, and the discharged water is passed through the movable weir and circulated to the water storage part. At the same time, the wave height of the wave is detected between the partition plate and the object to be measured by the wave height sensor, and the vertical movement of the partition plate is controlled based on the detection data and the predetermined waveform data. A wave height sensor that generates a wave having a waveform close to the predetermined waveform data by the outflowing water and detects the water level of water stored between the measurement object and the movable dam. Detects the water level between the two, and when water flows between the measurement object and the movable weir due to the detected data and the generated wave, a predetermined predetermined value that is desired to be reproduced between the two. By changing the vertical height of the movable weir based on the water level data of the above, the water stored between the measurement object and the movable weir is controlled to the predetermined water level. ..
本発明によれば、水槽の内部で貯水部から測定対象物に向かって流出させた水を貯水部に循環させるので測定対象物に向かって連続的に水を流出させることができる。そして、仕切り板と測定対象物との間で波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて仕切り板の上下移動を制御するので、必要な波形データを用いれば、様々な波長や周期、波高の波を発生させるだけでなく、津波波形の先端部分の立ち上がり波形(段波)と長い周期の波(長周期波)を連続的に造波して、実際の津波に近い波を再現することができる。 According to the present invention, since the water flowing out from the water storage unit toward the measurement target is circulated in the water tank, the water can be continuously discharged toward the measurement target. Then, the wave height of the wave between the partition plate and the object to be measured is detected by the wave height sensor, and the vertical movement of the partition plate is controlled based on the detection data and the predetermined waveform data, so that the necessary waveform data can be obtained. If used, it not only generates waves of various wavelengths, periods, and wave heights, but also continuously creates rising waveforms (bore) and long-period waves (long-period waves) at the tip of the tsunami waveform. It is possible to reproduce waves that are close to the actual tsunami.
本発明では、前記水槽を上側底面と下側底面とを有する二重底面構造に形成し、上側底面上に前記測定対象物および前記貯水部が配置され、上側底面と下側底面との間に形成された溜水部と、上側底面の長手方向両端部に形成された上下に貫通する連通部とを設け、連通部を通じて溜水部に流入した水を前記循環手段により貯水部に循環させることもできる。この場合、貯水部から流出させた水は連通部を通じて適度に溜水部に流入するので、上側底面上に存在する水の量が過不足なく適正化する。そのため、安定して継続的に水を循環させることができる。 In the present invention, the water tank is formed in a double bottom structure having an upper bottom surface and a lower bottom surface, the measurement object and the water storage portion are arranged on the upper bottom surface, and between the upper bottom surface and the lower bottom surface. The formed water storage portion and the vertically penetrating communication portions formed at both ends of the upper bottom surface in the longitudinal direction are provided, and the water flowing into the water storage portion through the communication portion is circulated to the water storage portion by the circulation means. You can also. In this case, the water flowing out from the water storage part appropriately flows into the water storage part through the communication part, so that the amount of water existing on the upper bottom surface is optimized without excess or deficiency. Therefore, water can be circulated stably and continuously.
前記水槽内部の前記測定対象物と前記仕切り板との間に所定水位の水が存在する状態で前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させると、海上の津波を再現することができる。前記水槽内部の前記測定対象物と前記仕切り板との間に水が存在しない状態で前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させると、陸上に氾濫する津波を再現することができる。 When water in the water storage unit is allowed to flow toward the measurement object in a state where water at a predetermined water level exists between the measurement object and the partition plate inside the water tank, a tsunami at sea is reproduced. be able to. When the water in the water storage unit is allowed to flow toward the measurement object in a state where there is no water between the measurement object and the partition plate inside the water tank, a tsunami flooding on land can be reproduced. Can be done.
貯水部の水位を一定に維持する構成にすることもできる。この構成にすると、流出させる水の水圧が一定になるので安定した波を発生させることができる。 It is also possible to maintain a constant water level in the water storage section. With this configuration, the water pressure of the flowing water becomes constant, so that stable waves can be generated.
貯水部の中の水を仕切り板とは対向する側にオーバーフローさせることにより、前記貯水部の上限水位を一定に維持する構成にすることもできる。この構成にすると、非常に簡易な構成で貯水部の水位を一定に維持することができる。 By overflowing the water in the water storage section to the side facing the partition plate, the upper limit water level of the water storage section can be maintained constant. With this configuration, the water level of the water storage unit can be maintained constant with a very simple configuration.
前記貯水部の水位を測定する水位計を備え、水位計による検知データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御する構成にすることもできる。この構成にすると、貯水部の水位が変化する場合においても予め決定された波形データに近似した波形を有する波を精度よく発生させることができる。 A water level gauge for measuring the water level of the water storage unit may be provided, and the vertical movement of the partition plate may be controlled based on the detection data of the water level gauge. With this configuration, even when the water level of the water storage unit changes, it is possible to accurately generate a wave having a waveform that is close to the predetermined waveform data.
前記仕切り板を、上下方向に延設されて仕切り板に当接するベアリング付きレールを介在させてフレームによって前記水槽の長手方向の任意の位置に固定できる構成にすることもできる。この構成にすると、造波距離を任意に設定可能にしつつ、仕切り板を安定して水槽に固定できる。しかも、仕切り板の上下動が円滑に精度よく行なえる。 The partition plate may be configured to be fixed at an arbitrary position in the longitudinal direction of the water tank by a frame by interposing a rail with a bearing that extends in the vertical direction and abuts on the partition plate. With this configuration, the partition plate can be stably fixed to the water tank while the wave-making distance can be set arbitrarily. Moreover, the partition plate can be moved up and down smoothly and accurately.
前記貯水部に循環させた水を、貯水部に内設した整流体を通過させて前記仕切り板側に供給する構成にすることもできる。この構成にすると、貯水部に循環させた水の流れに起因する波や不要な乱れを、貯水部から測定対象物に向かって流出させる水に対して与えることを回避できる。これにより、予め決定された波形データに近似した波形を有する波をより精度よく再現できる。 The water circulated in the water storage unit may be supplied to the partition plate side by passing through a rectifying body provided in the water storage unit. With this configuration, it is possible to avoid giving waves and unnecessary turbulence caused by the flow of water circulated in the water storage unit to the water flowing out from the water storage unit toward the object to be measured. As a result, a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data can be reproduced with higher accuracy.
前記測定対象物よりも流出させた水の流出方向下流側に押し寄せる波を、消波体により消波する構成にすることもできる。この構成にすると、測定対象物を超えた波が反射して戻ることを防止することができるので不要な反射波による影響を受けることなく、より精度の高い測定結果を得ることができる。 The wave that rushes to the downstream side in the outflow direction of the water that has flowed out from the measurement object can be extinguished by a wave-dissipating body. With this configuration, it is possible to prevent waves that exceed the measurement target from being reflected and returned, so that more accurate measurement results can be obtained without being affected by unnecessary reflected waves.
前記測定対象物よりも前記流出させた水の流出方向下流側に可動堰を備え、この可動堰により前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水の水位を変更できる構成にすることもできる。この構成にすると、津波が防波堤内に進入したときの堤内側の状況を再現することが可能になる。 A movable weir is provided on the downstream side in the outflow direction of the outflowed water from the measurement object, and the water level of the water stored between the measurement object and the movable weir can be changed by this movable weir. You can also do it. With this configuration, it is possible to reproduce the situation inside the breakwater when the tsunami enters the breakwater.
以下、本発明の造波装置および方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the wave-making device and method of the present invention will be described based on the embodiment shown in the figure.
図1〜3に例示する本発明の造波装置1は、測定対象物8が内部に配置される水槽2と、水槽2内に配置される貯水部3と、貯水部3の側面を構成する仕切り板4と、仕切り板4を上下移動させる移動機構5とを備えている。この造波装置1はさらに、仕切り板4の上下移動を制御する制御部6と、制御部6に検知データが入力される波高センサ7と、貯水部3から流出させた水Wを再び貯水部3に循環させる循環手段9とを備えている。尚、図面では水槽2の長手方向を矢印X、幅方向を矢印Yで示している。
The wave-making device 1 of the present invention illustrated in FIGS. 1 to 3 constitutes a
さらに、この実施形態では、仕切り板4を水槽2に固定するフレーム10と、フレーム10と仕切り板4との間に介在するベアリング付きレール11と、貯水部3内に設置される整流体12と、水槽2内に配置される消波体13と、貯水部3の上方に設置される水位計14とを備えている。貯水部3は水槽2の長手方向一端部に配置され、測定対象物8は水槽2の長手方向他端部に配置されている。
Further, in this embodiment, the
水槽2は上面を開口した直方体形状であり、長さは例えば10〜100m、幅は0.3〜2.0m、高さは0.5〜2.0m程度である。幅寸法は一定であり、底面は水平になっている。水槽2の側面は例えば透明ガラスにより形成され、適宜、金属製の部材で補強される。
The
この実施形態では、水槽2は上側底面2aと下側底面2bで構成される二重底面構造になっている。上側底面2aおよび下側底面2bは、互いに水平になっていて、両者の間には溜水部2eが形成されている。上側底面2aの長手方向両端部には上下に貫通する連通部2c、2dが設けられている。溜水部2eの長手方向他端部(測定対象物8側)には、窪み部2fが設けられている。
In this embodiment, the
貯水部3は、水槽2の幅方向全長に延びる仕切り板4と、仕切り板4と対向して水槽2の長手方向に間隔をあけて配置される側板3aとを備えている。側板3aは、上側底面2aから上方に延設され、水槽2の幅方向全長に延びている。仕切り板4は、側板3aよりも測定対象物8側に配置され、下方移動するとその下端が上側底面2aに当接する。この仕切り板4と側板3aとで水槽2の長手方向の一部が区画されて、両者の間に水Wが貯水される。即ち、一定の水位を超えると水Wが側板3aからオーバーフローする構造になっている。貯水部3の貯水容量は任意に設定することができる。
The
仕切り板4の高さ寸法は側板3aの高さ寸法以上に設定される。仕切り板4および側板3aの高さ寸法を変更することにより、貯水部3の貯水容量を変えることができる。
The height dimension of the
移動機構5としてはアクチュエータを用いることができ、例えば、電動シリンダや油圧式シリンダ等を使用する。移動機構5は複数設けることもできる。
An actuator can be used as the moving
フレーム10は、直方体を形成するフレーム構造の外枠フレーム10cと、外枠フレーム10cを水槽2の上端部に固定する固定具10dと、外枠フレーム10cから下方に延設された平板状の耐水圧フレーム10aと、移動機構5を外枠フレーム10cに固定する支持フレーム10bとで構成されている。耐水圧フレーム10aは、仕切り板4と対向配置されるとともに、上下方向に延設されたベアリング付きレール11が固定されている。このベアリング付きレール11が仕切り板4に当接して、仕切り板4の上下移動をガイドする。
The
耐水圧フレーム10aの幅寸法は、仕切り板4の幅寸法と略同一になっている。耐水圧フレーム10aの下端位置は、仕切り板4の後述する開口高さH1(H2)の上端位置よりも高い位置に設定される。
The width dimension of the water pressure
支持フレーム10bにより、移動機構5の非可動部(シリンダ)がしっかりと外枠フレーム10cに固定される。これにより、移動機構5の可動部(ロッド)は安定して上下方向に進退移動し、これに伴ない、仕切り板4が上下移動する。
The non-movable portion (cylinder) of the moving
このフレーム10は水槽2の長手方向に対して、任意の位置で固定具10dによって固定される。これにより、仕切り板4を水槽2の長手方向の任意の位置に配置できる。フレーム10に対して仕切り板4を水槽2の長手方向の任意の位置で固定させる構成にすることもできる。
The
制御部6は入力手段と演算機能とを備えていて、移動機構5、波高センサ7および水位計14が有線または無線で接続されている。制御部6には、発生させたい波の波形データが時系列で入力される。この予め入力された波形データと、波高センサ7から逐次入力される波高データおよび水位計14から逐次入力される水位データとに基づいて、制御部6は予め決定された波形データの波を発生させるために必要な仕切り板4の上下移動量を演算する。そして、移動機構5に対して、演算により算出された移動量で仕切り板4を上下移動させる指令を出す。
The
制御部6としては、入力手段と演算機能とを兼ね備えたパーソナルコンピュータ等を用いることができる。入力手段と演算機能とをそれぞれ別の機器に分担させることもできる。
As the
波高センサ7は、仕切り板4と測定対象物8との間で波Tの波高を検知する。波高センサ7としては超音波波高計や容量式波高計等を用いることができる。波高センサ7は例えば、水槽2の上端で幅方向に架けられた梁を介して取付けられて、波Tの幅方向中央部の波高を検知する。
The
波高センサ7の設置数は単数でも複数でもよいが、より正確に波Tの状況を把握するには複数の波高センサ7を水槽2の長手方向に間隔をあけて設けることが望ましい。
The number of
測定対象物8は波Tの影響を測定、把握したい対象物である。測定対象物8としては、陸上に氾濫する津波を再現する場合には工場のタンクやビルの模型等を例示できる。海上の津波を再現する場合には防波堤等の護岸構造物の模型等を例示できる。水槽2の幅方向全長或いは幅方向全長に近づけて延在する測定対象物8を用いるとより実際の状況に即したデータを広範囲で取得することができる。上側底面2aに盛り土をするなどして実際の現場と近い状況を再現すると、より実際の状況に即したデータを得ることができる。尚、水槽2の幅方向端部におけるデータは、反射や干渉等の様々な影響が多く含まれているので、幅方向中央部のデータを用いて分析する。
The
この実施形態の循環手段9は、溜水部2eと貯水部3とを繋ぐ導水管9bと、導水管9bに接続されるポンプ9aとで構成されている。この循環手段9により、溜水部2eに溜まった水Wを吸水口9cから吸水し、貯水部3の上部に設けられた排出口9dから貯水部3に水Wを供給する。
The circulation means 9 of this embodiment includes a
貯水部3には、波Tを形成するために排出するべき水量を常に確保しておく必要があるため、ポンプ9aはできるだけ送水容量の大きいものを用いることが望ましい。或いは、ポンプ9aを複数台設置するとよい。また、例えば、ポンプ9aを制御装置6に有線または無線で接続し、制御装置6の指令に従ってポンプ9aの単位時間当たりの送水量を変化させる構成にすることもできる。この実施形態では、送水容量の大きいポンプ9aを用いることによって貯水部3内を常に満水状態を保ち、側板3aの上端から水Wがオーバーフローさせることで貯水部3の水位が一定に保たれる構成になっている。
Since it is necessary to always secure the amount of water to be discharged in order to form the wave T in the
整流体12は、貯水部3内の水流を一定に整える部材である。例えば、多数の貫通孔が形成された板などを整流体12として用いることができる。整流体12としては他にも管状式、ベン式等の整流装置を用いることもできる。整流体12は、ポンプ9aによる供給される水Wの影響による貯水部3内の水流の乱れを整えるために、排出口9dよりも仕切り板4側の位置に配置されることが望ましい。
The rectifying
消波体13は、測定対象物8よりも貯水部3から流出させた水Wの流出方向下流側に配置される。消波体13に波Tが衝突すると波Tの力は分散され、波Tが反射することを防ぐことができる。消波体13はこのように、波Tが反射することを防止できる構成であればよい。この実施形態では、消波体13として樹脂製の強固な立体網状構造体を用いていて、その空隙と配置密度の粗さ(粗度)により波のエネルギーを吸収する構成になっている。消波体13は溜水部2e(窪み部2f)の下端部まで延在させるとよい。
The wave-dissipating
水位計14は、貯水部3の整流体12よりも下流側の水位を測定する。この実施形態では、水面との距離を測定する水位計14を水槽2の上端で幅方向に架けられた梁に取付けているが、貯水部3内部に設置するタイプの水位計14を用いることもできる。水位計14としては、波高センサ7と同様のものを用いることもできる。
The
貯水部3から流出させている水Wの量よりも、貯水部3に供給している水Wの量が少ない場合は、貯水部3の水位は変化する。また、側板3aから水Wがオーバーフローしている場合でも、整流体12の影響によって貯水部3の整流体12よりも下流側の水位は、側板3aの上端よりも低くなることがある。水位計14は必須ではないが、これらの場合には、水位計14によって貯水部3の実質的な水位を精度よく把握することができる。
When the amount of water W supplied to the
本発明の造波装置1は、陸上に氾濫した津波と海上の津波とを再現することができるが、この実施形態では、陸上に氾濫した津波を再現する場合の造波方法の工程を以下に説明する。 The wave-making device 1 of the present invention can reproduce a tsunami flooded on land and a tsunami on the sea. In this embodiment, the steps of the wave-making method for reproducing the tsunami flooded on land are as follows. explain.
陸上に氾濫した津波を再現する場合には、測定対象物8を上側底面2a上の所定の位置に配置する。必要な場合は現場の状況を盛り土等によって再現する。制御部6には、再現したい波の波形データを入力する。仕切り板4をフレーム10によって水槽2の所定の位置に固定する。仕切り板4の下端を上側底面2aに当接させた状態の貯水部3には、側板3aから水Wがオーバーフローする状態になるように十分な量の水Wを貯めておく。
When reproducing the tsunami flooded on land, the
上記の準備を終えた後に制御部6に実験開始の指令を入力する。制御部6に実験開始の指令を入力すると、仕切り板4を予め決定された波を発生させるために適した開口高さH1まで上方に移動させる指令が制御部6から移動機構5に入力される。これにより、移動機構5によって仕切り板4はベアリング付レール11を介して耐水圧フレーム10aに沿って上方に移動する。仕切り板4の上方移動により形成された開口から貯水部3内の水Wを流出させる。貯水部3から流出させた水Wは上側底面2a上を測定対象物8に向かって流れて波Tを形成する。
After completing the above preparations, a command to start the experiment is input to the
この波Tの波高は波高センサ7によって逐次検知され、検知された波高データは逐次制御部6に入力される。制御部6は波高センサ7から入力された検知データおよび水位計14から入力された検知データと、予め決定された波形データとに基づいて適した開口高さH1を算出し、算出した開口高さH1になるように仕切り板4の上下移動を逐次制御することにより流出させる水量をコントロールする。
The wave height of the wave T is sequentially detected by the
上側底面2a上に水が存在しない状態で貯水部3の中の水Wを測定対象物8に向かって流出させる場合の仕切り板4の開口高さH1は、例えば、スルースゲートからの自由流出をモデルにした下記の流量式(1)に基づいて決定される。
ここでQは流出させる水の流量、Ccは収縮係数、aは仕切り板4の開口高さH1、Bは流出幅(仕切り板4の幅)、h0は貯水部3の水深、gは重力加速度である。
The opening height H1 of the
Here, Q is the flow rate of the water to be discharged, Cc is the contraction coefficient, a is the opening height H1 of the
波高センサ7による波高の検知および水位計14による水位の検知と、制御部6による仕切り板4の上下移動制御とを逐次繰り返すことで予め決定された波形データに近似した波形を有する波Tを再現することが可能になる。したがって、様々な波長や周期、波高の波を発生させることが可能になる。また、後述するように長周期波を発生させることも可能になっている。波Tは上側底面2a上を進み、やがて上側底面2a上の下流側に配置された測定対象物8と衝突する。実験の目的に応じて、波Tと測定対象物8とが衝突している状況のデータを記録し、分析を行う。
By sequentially repeating the wave height detection by the
測定対象物8と衝突して、測定対象物8を超えた波Tは消波体13によって消波された後に、連通部2cを通って、溜水部2e(窪み部2f)に流れ込む。溜水部2e(窪み部2f)に流れ込んだ水Wは、吸水口9cから導水管9bを通してポンプ9aによって吸水され、排出口9dから再び貯水部3に供給される。このように、水槽2内の水Wは貯水部3から流出されてから貯水部3に戻るまでの上記の工程を繰り返し、循環する。
The wave T that collides with the
この造波装置1により津波波形の先端部分の立ち上がり波形(段波)と長い周期の波(長周期波)を同時に再現する方法を以下に説明する。 A method of simultaneously reproducing the rising waveform (bore) of the tip of the tsunami waveform and the long-period wave (long-period wave) by the wave-making device 1 will be described below.
従来の造波装置では図10で示すように、仕切り板4を上方移動させることにより、貯水部3の水Wを流出させて段波T1を発生させる。しかし、貯水部3に貯水されていた水量しか流出させることができず、仕切り板4の上下移動制御も行わないので長時間安定した長周期波を再現できない。
In the conventional wave-making device, as shown in FIG. 10, by moving the
一方、この造波装置1は循環手段9により貯水部3に継続して水Wが供給される。したがって、仕切り板4を開口して、段波T1を発生させた後にも貯水部3の水Wが尽きることはない。
On the other hand, in this wave-making device 1, water W is continuously supplied to the
制御部6に再現させたい波の波形データを入力しておけば、仕切り板4を、波高センサ7の検知データおよび水位計14から入力された検知データと、予め決定された波の波形データとに基づいて、仕切り板4を上下動させることで、開口高さH1を変化させながら継続的に水Wを流出させることができる。これにより、図4に例示するように、長周期波T2を発生させることができる。したがって、本発明の造波装置1は、津波のような津波波形の先端部分の立ち上がり波形(段波T1)と長い周期の波(長周期波T2)を同時に発生させ、津波が引き波にかわるまでの半周期の状態を再現することができる。
If the wave waveform data to be reproduced is input to the
この実施形態では、上側底面2a上に水Wが存在しない状態で貯水部3の中の水Wを測定対象物8に向かって流出させているので、陸上に氾濫する津波を再現することができる。
In this embodiment, since the water W in the
水槽2を二重底面構造に形成し、連通部2c、2d、溜水部2eを設けているので、貯水部3から流出させた水Wは連通部2c、2dを通じて適度に溜水部2eに流入する。したがって、上側底面2a上に水Wがあふれることがない。そして、溜水部2eに溜まっている水Wと上側底面2a上の水Wは、二重底面構造を採用することで分断されて連続していないので、互いに干渉し合うこともない。また、側板3aからオーバーフローした水Wは連通部2dを通って溜水部2eに流れ込む。このように、溜水部2eがバッファとして機能して、上側底面2a上に存在する水Wの量が過不足なく適正化する。そのため、安定して継続的に水Wを循環させることができる。
Since the
一定の水位を超えると水がオーバーフローする構造の側板3aを貯水部3に設けているので、簡易な構造で貯水部3の水位を一定に維持することができる。貯水部3の水位を一定に維持すると流出させる水Wの水圧が一定になるので安定した波Tを発生させることができる。
Since the
仕切り板4を、フレーム10によって水槽2の長手方向の任意の位置に固定できる構成にしているので、造波距離を自由に設定できる。また、仕切り板4が貯水部3内の水Wから受ける水圧を耐水圧フレーム10aが受け止める構造になっていて、さらにはベアリング付きレール11を介在させているので、仕切り板4の上下移動が円滑に精度よく行なえる。長周期波を発生させるには、微小で迅速な仕切り板4の上下移動が必要となるので、このベアリング付きレール11は非常に有益である。
Since the
また、貯水部3に循環させた水Wを、整流体12を通過させて仕切り板4側に供給しているので、貯水部3に循環させた水Wの流れに起因する波や不要な乱れを、貯水部3から測定対象物8に向かって流出させる貯水部3内の水Wに対して与えることを回避するには有利になっている。これにより、予め決定された波形データに近似した波形を有する波Tをより精度よく再現するには有利になっている。
Further, since the water W circulated in the
測定対象物8よりも下流側に押し寄せる波Tを、消波体13を用いて消波する構成にしているので、測定対象物8を超えた波Tが反射して戻ることを防止するには有利になっている。それ故、不要な反射波による影響を受けることなく、より精度の高い測定結果を得ることができる。この実施形態では、下流側に押し寄せる波Tをさらに下側底面2bに向って落下させて消波するので、不要な反射波の影響を排除するには益々有利になっている。
Since the wave T that rushes to the downstream side of the
また、仕切り板4の上下移動を制御する際に水位計14による検知データも考慮する構成にしているので、貯水部3の水位が変化する場合においても、予め決定された波形データに近似した波形を有する波Tを精度よく発生させることができる。
Further, since the detection data by the
図5〜6に例示する造波装置1は、図1〜3で例示した造波装置1の上側底面2a上に堰15を設けている。その他の構成は、実質的に図1〜3の造波装置1と同じである。
The wave-making device 1 illustrated in FIGS. 5 to 6 is provided with a
堰15は、仕切り板4と連通部2cとの間の所定の位置に配置され、上側底面2aから上方に延設され、水槽2の幅方向全長に延びている。仕切り板14と堰15とで仕切られた範囲に水Wを張ることで海上を再現する。この実施形態では、上側底面2aの連通部2c側端部に板状の堰15を設置している。
The
この造波装置1を用いて海上の津波を再現する場合の造波方法の工程を以下に説明する。制御部6に実験開始の指令を入力するまでの準備段階と、仕切り板4の開口高さH2を決定する流量式とが陸上に氾濫する津波を再現する場合と異なるが、その他においては同様である。
The process of the wave-making method when reproducing a tsunami on the sea using this wave-making device 1 will be described below. The preparatory stage until the command to start the experiment is input to the
準備段階においては、まず、測定対象物8を上側底面2a上の所定の位置に配置する。必要な場合は現場の海底の状況を盛り砂等によって再現する。制御部6には、再現したい波の波形データを入力する。仕切り板4をフレーム10によって水槽2の所定の位置に固定する。仕切り板4の下端を上側底面2aに当接させた状態の貯水部3には、十分な量の水Wを貯めておく。
In the preparatory stage, first, the
仕切り板4の下端を上側底面2aに当接させた状態で、堰15と仕切り板4とで仕切られた範囲に再現したい海上の水深に対応する水深Dまで水Wを張る。そして、水面が安定した状態になった後に制御部6に実験開始の指令を入力し、実験を開始する。その後は、図1〜3で示した実施形態と同様である。
With the lower end of the
上側底面2a上に水Wが存在する状態で貯水部3の中の水Wを測定対象物8に向かって流出させる場合の仕切り板4の開口高さH2は、例えば、スルースゲートからのもぐり流出をモデルにした下記の流量式(2)に基づいて決定される。
ここでQは流出させる水の流量、Ccは収縮係数、aは仕切り板4の開口高さH2、Bは流出幅(仕切り板4の幅)、h0は貯水部3の水深(上流側水深)、h1は水深D(下流水深)、gは重力加速度である。
The opening height H2 of the
Here, Q is the flow rate of the water to be discharged, Cc is the contraction coefficient, a is the opening height H2 of the
この実施形態では、上側底面2a上に所定水位の水Wが存在する状態で貯水部3の中の水Wを測定対象物8に向かって流出させるので、図7に示すように、津波のような津波波形の先端部分の立ち上がり波形(段波T1)と長い周期の波(長周期波T2)を同時に発生させ、海上の津波が引き波にかわるまでの半周期の状態を再現することができる。
In this embodiment, the water W in the
この実施形態では、堰15と仕切り板4とで仕切られた範囲に水Wを張っているが、水槽2の幅方向全長に延在する測定対象物8を用いて、測定対象物8と仕切り板14とで仕切られた範囲に水Wを張る構成にすることもできる。この場合には、堰15を設けることなく海上を再現することができる。
In this embodiment, the water W is stretched in the range partitioned by the
水槽2は二重底面構造ではなく、図8で示すように、通常の底面にすることもできる。この実施形態では、水槽2の底面の長手方向他端部(測定対象物8側)に貯水部3から流出させた水Wを一時的に溜めておくタンク16を設け、タンク16と貯水部3とを導水管9bによって繋ぐことで水Wを循環させる構成にしている。この場合には、貯水部3とタンク16のそれぞれの許容量を大きめに設定するとよい。
The
図8で示すように、水槽2の底面に緩やかな勾配を持たせて、この底面に波Tを発生させる構成にすると、ソリトン分裂波を再現することができる。ソリトン分裂波とは、津波が遡上して行く過程で、波形や水深などの条件により、周期の短い複数の波に分裂し、波高が増幅する現象である。
As shown in FIG. 8, if the bottom surface of the
図9に例示する造波装置1は、図1〜3で例示した造波装置1の上側底面2a上に可動堰17を設けている。測定対象物8は、仕切り板4と可動堰17との間に配置される。
さらに、測定対象物8と可動堰17との間の水位を測定する波高センサ7a、7aを設けている。その他の構成は、図1〜3の造波装置1と同じである。
The wave-making device 1 illustrated in FIG. 9 is provided with a movable weir 17 on the
Further,
可動堰17は、仕切り板4と連通部2cとの間の所定の位置に配置され、水槽2の幅方向全長に延びている。この実施形態では、上側底面2aの連通部2c側端部に板状の可動堰17を設置している。可動堰17の下端部と上側底面2は、ヒンジ部17bで接続されていて、可動堰17の上端部17aはロッドやワイヤ等を介して吊り上げ部17cによって水槽2の上方から吊り上げられている。吊り上げ部17cは上端部17aの吊り上げ高さを変更できる機構を有しており、吊り上げ部17cによってロッドやワイヤ等を上下移動させて上端部17aの上下高さを変更する。この実施形態では、吊り上げ部17cは制御部6に有線で接続されており、制御部6で吊り上げ部17cの動きを制御することにより、可動堰17の先端部17aの上下高さを制御する構成になっている。
The movable weir 17 is arranged at a predetermined position between the
可動堰17は、例えば、ヒンジ部17bを油圧シリンダやエアーシリンダ、油圧モータ、電動モータ等で回転駆動させることにより可動堰17の上端部17aの上下高さを変更する構成にすることもできる。それぞれの波高センサ7a、7aは、制御部6に有線で接続されている。
For example, the movable weir 17 can be configured to change the vertical height of the
この造波装置1では、防波堤に見立てた測定対象物8と可動堰17とで仕切られた範囲に水Wを貯留することで津波が防波堤内に進入したときの堤内側の状況を再現する。以下に造波方法の工程を説明する。制御部6に実験開始の指令を入力するまでの準備段階と、仕切り板4の開口高さH2を決定する流量式は先に示した実施形態と同様である。
In this wave-making device 1, water W is stored in a range partitioned by a
準備段階においては、まず、水槽2の幅方向全長に延在する測定対象物8を上側底面2a上の可動堰17よりも上流側の位置に配置する。必要な場合は現場の海底や防波堤付近の状況を盛り砂等によって再現する。
In the preparatory stage, first, the
制御部6には、再現したい波の波形データと、再現したい堤内側(測定対象物8と可動堰17の間)の水位データを入力する。仕切り板4をフレーム10によって水槽2の所定の位置に固定する。仕切り板4の下端を上側底面2aに当接させた状態の貯水部3には、十分な量の水Wを貯めておく。
The waveform data of the wave to be reproduced and the water level data inside the bank (between the
仕切り板4の下端を上側底面2aに当接させた状態で、測定対象物8と仕切り板4とで仕切られた範囲に再現したい海上の水深に対応する水深Dまで水Wを張る。可動堰17の先端部17aの上下高さを再現したい防波堤内の水位D1に設定し、測定対象物8と可動堰17とで仕切られた範囲に水Wを張る。そして、水面が水位D1で安定した状態になった後に制御部6に実験開始の指令を入力し、実験を開始する。
With the lower end of the
その後の波Tを形成する工程は、先に示した実施形態と同様であるが、この実施形態では、さらに、制御部6には波Tが測定対象物8を超えて測定対象物8と可動堰17との間に流入した際に再現したい所定の水位データが予め入力されている。そして、波高センサ7aから入力された検知データと予め入力されている所定の水位データとに基づいて、可動堰17を逐次制御する。これにより、測定対象物8と可動堰17との間の水位を予め入力されている所定の水位に維持する。
The subsequent step of forming the wave T is the same as that of the above-described embodiment, but in this embodiment, the wave T moves beyond the
この実施形態では、測定対象物8と可動堰17との間に存在する水Wの水位D1を可動堰17によって制御することで、津波が防波堤内に進入したときの堤内側の状況を再現することができる。防波堤が被災した際の越流の状況や堤内側のマウンドの洗堀の状況などを再現することが可能となるので、防波堤の被災原因の検証や、防波堤の設計検討などに有用である。
In this embodiment, the water level D1 of the water W existing between the
1 造波装置
2 水槽
2a 上側底面
2b 下側底面
2c、2d 連通部
2e 溜水部
2f 窪み部
3 貯水部
3a 側板
4 仕切り板
5 移動機構
6 制御部
7、7a 波高センサ
8 測定対象物
9 循環手段
9a ポンプ
9b 導水管
9c 吸水口
9d 排出口
10 フレーム
10a 耐水圧フレーム
10b 支持フレーム
10c 外枠フレーム
10d 固定具
11 ベアリング付レール
12 整流体
13 消波体
14 水位計
15 堰
16 タンク
17 可動堰
17a 上端部
17b ヒンジ部
17c 吊り上げ部
W 水
T 波
T1 段波
T2 長周期波
1
Claims (18)
前記流出させた水を前記貯水部に循環させる循環手段と、前記仕切り板の上下移動を制御する制御部と、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を検知する波高センサとを備え、前記水槽を上側底面と下側底面とを有する二重底面構造に形成し、前記上側底面上に前記測定対象物および前記貯水部が配置され、前記上側底面と前記下側底面との間に形成された溜水部と、前記上側底面の長手方向両端部に形成された上下に貫通する連通部とを設け、前記連通部を通じて前記溜水部に流入した前記水を前記循環手段により前記貯水部に循環させる構成にして、前記波高センサによる検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記水槽の内部に、前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする造波装置。 A water tank in which the measurement object is arranged, a water storage unit installed inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank with respect to the measurement object, and a water storage unit on the measurement object side of the water storage unit. A partition plate constituting the surface and a moving mechanism for moving the partition plate up and down are provided, and the water storage portion opened by the upward movement of the partition plate is allowed to flow out from the measurement target side toward the measurement target. In a wave-making device that generates waves by the water in the water storage section of the octopus
A circulation means for circulating the discharged water to the water storage unit, a control unit for controlling the vertical movement of the partition plate, and a wave height sensor for detecting the wave height between the partition plate and the measurement object. The water tank is formed into a double bottom surface structure having an upper bottom surface and a lower bottom surface, and the measurement object and the water storage portion are arranged on the upper bottom surface, and the upper bottom surface and the lower bottom surface are arranged. A water reservoir formed between the two, and a vertically penetrating communication portion formed at both ends of the upper bottom surface in the longitudinal direction are provided, and the water flowing into the water storage portion through the communication portion is circulated by the circulation means. By controlling the vertical movement of the partition plate based on the detection data by the wave height sensor and the waveform data determined in advance, the water that has flowed out can be used to enter the inside of the water tank. , A wave-making device, characterized in that a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data is generated.
前記流出させた水を前記貯水部に循環させる循環手段と、前記仕切り板の上下移動を制御する制御部と、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を検知する波高センサとを備え、前記貯水部の中の水を前記仕切り板とは対向する側にオーバーフローさせることにより、前記貯水部の水位を一定に維持する構成にして、前記波高センサによる検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記水槽の内部に、前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする造波装置。 A water tank in which the measurement object is arranged, a water storage unit installed inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank with respect to the measurement object, and a water storage unit on the measurement object side of the water storage unit. A partition plate constituting the surface and a moving mechanism for moving the partition plate up and down are provided, and the water storage portion opened by the upward movement of the partition plate is allowed to flow out from the measurement target side toward the measurement target. In a wave-making device that generates waves by the water in the water storage section of the octopus
A circulation means for circulating the discharged water to the water storage unit, a control unit for controlling the vertical movement of the partition plate, and a wave height sensor for detecting the wave height between the partition plate and the measurement object. By overflowing the water in the water storage unit to the side facing the partition plate, the water level of the water storage unit is maintained constant, and the detection data by the wave height sensor and the predetermined value are determined in advance. By controlling the vertical movement of the partition plate based on the waveform data, a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data is generated inside the water tank by the outflowing water. Wave-making device.
前記流出させた水を前記貯水部に循環させる循環手段と、前記仕切り板の上下移動を制御する制御部と、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を検知する波高センサと、前記測定対象物よりも前記流出させた水の流出方向下流側に設けられた可動堰と、前記測定対象物と前記可動堰との間の水位を検知する波高センサとを備え、前記測定対象物と前記可動堰との間に水を所定の水位で貯留した状態で前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させて前記対象物と前記可動堰との間に流入させ、前記流出させた水を前記可動堰を通過させて前記貯水部に循環させるとともに、前記測定対象物と前記可動堰との間の水位が前記可動堰により変更できる構成にして、前記仕切り板と前記測定対象物との間での前記波高センサによる検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記水槽の内部に、前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させ、かつ、前記測定対象物と前記可動堰との間の水位を検知する前記波高センサによって両者の間の水位を検知して、この検知データと、発生させた波により前記測定対象物と前記可動堰との間に水が流入した際に両者の間で再現したい予め決定された所定の水位データとに基づいて、前記制御部によって制御される前記可動堰により前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水を前記所定の水位に制御することを特徴とする造波装置。 A water tank in which the measurement object is arranged, a water storage unit installed inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank with respect to the measurement object, and a water storage unit on the measurement object side of the water storage unit. A partition plate constituting the surface and a moving mechanism for moving the partition plate up and down are provided, and the water storage portion opened by the upward movement of the partition plate is allowed to flow out from the measurement target side toward the measurement target. In a wave-making device that generates waves by the water in the water storage section of the octopus
A circulation means for circulating the discharged water to the water storage unit, a control unit for controlling the vertical movement of the partition plate, and a wave height sensor for detecting the wave height between the partition plate and the measurement object. A movable weir provided on the downstream side of the outflow direction of the outflowed water from the measurement object, and a wave height sensor for detecting the water level between the measurement object and the movable weir are provided for the measurement. With water stored at a predetermined water level between the object and the movable weir, the water in the water storage unit flows out toward the measurement object and flows in between the object and the movable weir. The spilled water is passed through the movable weir and circulated to the water storage unit, and the water level between the measurement object and the movable weir can be changed by the movable weir. By controlling the vertical movement of the partition plate based on the detection data by the wave height sensor and the predetermined waveform data between the water and the measurement target, the outflowed water causes the inside of the water tank. A wave having a waveform similar to the predetermined waveform data is generated, and the water level between the measurement target and the movable weir is detected by the wave height sensor, which detects the water level between the two. Based on this detection data and predetermined predetermined water level data that is desired to be reproduced between the measurement target and the movable weir when water flows between the two due to the generated wave, the control unit A wave-making device characterized in that the water stored between the object to be measured and the movable weir is controlled to the predetermined water level by the movable weir controlled by.
前記水槽が上側底面と下側底面とを有する二重底面構造であり、前記上側底面上に前記測定対象物および前記貯水部を配置し、前記上側底面と前記下側底面との間に溜水部を形成して、前記上側底面の長手方向両端部に上下に貫通する連通部を設け、前記連通部を通じて前記溜水部に流入した前記水を前記貯水部に循環させることで、前記流出させた水を前記貯水部に循環させるとともに、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする造波方法。 The water storage unit is arranged inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank, and the partition plate constituting the surface of the water storage unit on the measurement object side is moved upward. In a wave-making method in which the measurement object side of the portion is opened to allow water in the water storage portion to flow out toward the measurement object, and waves are generated by the discharged water.
The water tank has a double bottom surface structure having an upper bottom surface and a lower bottom surface, and the measurement object and the water storage portion are arranged on the upper bottom surface, and water is stored between the upper bottom surface and the lower bottom surface. A portion is formed, and communication portions that penetrate vertically are provided at both ends of the upper bottom surface in the longitudinal direction, and the water that has flowed into the water storage portion through the communication portion is circulated to the water storage portion to cause the outflow. The water is circulated to the water storage unit, the wave height of the wave is detected between the partition plate and the measurement object by the wave height sensor, and the partition plate is based on the detection data and the predetermined waveform data. A wave-making method, characterized in that a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data is generated by the outflowing water by controlling the vertical movement of the water.
前記貯水部の中の水を前記仕切り板とは対向する側にオーバーフローさせて前記貯水部の水位を一定に維持しつつ、前記流出させた水を前記貯水部に循環させるとともに、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させることを特徴とする造波方法。 The water storage unit is arranged inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank, and the partition plate constituting the surface of the water storage unit on the measurement object side is moved upward. In a wave-making method in which the measurement object side of the portion is opened to allow water in the water storage portion to flow out toward the measurement object, and waves are generated by the discharged water.
While keeping the water level of the water storage section constant by overflowing the water in the water storage section to the side facing the partition plate, the outflowed water is circulated to the water storage section, and the partition plate and the partition plate are used. By detecting the wave height of the wave with the measurement target by the wave height sensor and controlling the vertical movement of the partition plate based on the detection data and the predetermined waveform data, the outflowed water causes the water to flow out. A wave-making method characterized in that a wave having a waveform close to the predetermined waveform data is generated.
前記測定対象物よりも前記流出させた水の流出方向下流側に可動堰を設け、前記測定対象物と前記可動堰との間に水を所定の水位で貯留した状態で前記貯水部の中の水を前記測定対象物に向かって流出させて前記対象物と前記可動堰との間に流入させ、前記流出させた水を前記可動堰を通過させて前記貯水部に循環させるとともに、前記仕切り板と前記測定対象物との間で前記波の波高を波高センサにより検知し、この検知データおよび予め決定された波形データに基づいて前記仕切り板の上下移動を制御することにより、前記流出させた水によって前記予め決定された波形データに近似した波形を有する波を発生させ、かつ、前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水の水位を検知する波高センサによって両者の間の水位を検知して、この検知データと、発生させた波により前記測定対象物と前記可動堰との間に水が流入した際に両者の間で再現したい予め決定された所定の水位データとに基づいて、前記可動堰の上下高さを変更することにより前記測定対象物と前記可動堰との間に貯留されている水を前記所定の水位に制御することを特徴とする造波方法。 The water storage unit is arranged inside the water tank at intervals in the longitudinal direction of the water tank, and the partition plate constituting the surface of the water storage unit on the measurement object side is moved upward. In a wave-making method in which the measurement object side of the portion is opened to allow water in the water storage portion to flow out toward the measurement object, and waves are generated by the discharged water.
A movable weir is provided on the downstream side in the outflow direction of the outflowed water from the measurement object, and water is stored at a predetermined water level between the measurement object and the movable weir in the water storage unit. Water flows out toward the measurement object and flows between the object and the movable weir, and the outflowed water passes through the movable weir and circulates in the water storage portion, and also the partition plate. The water that has flowed out is detected by a wave height sensor between the water and the object to be measured, and the vertical movement of the partition plate is controlled based on the detection data and the predetermined waveform data. A wave height sensor that generates a wave having a waveform similar to the predetermined waveform data and detects the water level of water stored between the measurement object and the movable dam is used between the two. The water level is detected, and this detection data is converted into predetermined predetermined water level data that is desired to be reproduced between the measurement target and the movable weir when water flows between them due to the generated wave. Based on this, a wave-making method characterized in that the water stored between the measurement object and the movable weir is controlled to the predetermined water level by changing the vertical height of the movable weir.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015120841 | 2015-06-16 | ||
JP2015120841 | 2015-06-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017009587A JP2017009587A (en) | 2017-01-12 |
JP6816975B2 true JP6816975B2 (en) | 2021-01-20 |
Family
ID=57763862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016110089A Active JP6816975B2 (en) | 2015-06-16 | 2016-06-01 | Wave-making device and wave-making method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6816975B2 (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101778765B1 (en) * | 2017-02-16 | 2017-09-26 | 대한민국 | Simulator for Tsunami propagation |
CN107421716B (en) * | 2017-09-07 | 2023-05-23 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | Uninterrupted wave generation device and method for wave physical model test under water level change |
CN107705692A (en) * | 2017-10-19 | 2018-02-16 | 西南交通大学 | A kind of dam break circulating water chennel |
KR101995390B1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-02 | 홍익대학교 산학협력단 | Pressurized jet flow generator for hydraulic jump experiment |
CN108120584A (en) * | 2017-12-26 | 2018-06-05 | 浙江省水利河口研究院 | Wave current power measures experimental rig and method |
JP7053379B2 (en) * | 2018-06-07 | 2022-04-12 | 東亜建設工業株式会社 | Wave making experiment method |
CN109211521B (en) * | 2018-10-17 | 2023-10-27 | 自然资源部第一海洋研究所 | Novel sediment wave induced pore pressure response device and testing method |
CN109357829A (en) * | 2018-10-24 | 2019-02-19 | 天津大学 | A kind of wave suitable for simulating underwater multiple spot Seismic input-stream coupling test device |
CN109594521B (en) * | 2018-12-24 | 2023-09-19 | 浙江省水利河口研究院 | High-precision flow control wide water tank tide generating system and control method |
CN109994021B (en) * | 2019-03-08 | 2021-02-12 | 天津大学 | Laminar flow physical simulation test water tank system capable of simulating background flow velocity |
CN110184989B (en) * | 2019-05-21 | 2021-04-20 | 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 | Water channel arrangement structure for tsunami wave simulation experiment |
CN110196150B (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-20 | 珠江水利委员会珠江水利科学研究院 | Tsunami wave simulation experiment measurement and control device |
CN110567679B (en) * | 2019-09-27 | 2020-10-13 | 中国海洋大学 | Laboratory solitary wave automatic generation device |
CN111254869B (en) * | 2020-01-21 | 2021-08-31 | 上海海洋大学 | Surface flow experiment system based on double-zone overflow |
CN112629819B (en) * | 2021-01-08 | 2021-12-28 | 福州大学 | Tidal wave simulation experiment structure based on wharf and working method thereof |
CN114235331B (en) * | 2021-10-11 | 2023-06-23 | 郑州大学 | Wedge plunger wave-making device suitable for manufacturing high-order nonlinear wave |
CN116399558B (en) * | 2023-06-05 | 2023-08-15 | 成都理工大学 | Multi-system combined landslide surge simulation device and method |
-
2016
- 2016-06-01 JP JP2016110089A patent/JP6816975B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017009587A (en) | 2017-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6816975B2 (en) | Wave-making device and wave-making method | |
Rognebakke et al. | Coupling of sloshing and ship motions | |
Monaghan et al. | Scott Russell’s wave generator | |
CN110455479B (en) | Microstructure-damped cylinder vortex-induced vibration experimental device and simulation method | |
Clemmens et al. | Calibration of submerged radial gates | |
Enet et al. | Laboratory experiments for tsunamis generated by underwater landslides: comparison with numerical modeling | |
JP6171862B2 (en) | Tsunami wave force measuring method and apparatus | |
Malek-Mohammadi et al. | New methodology for laboratory generation of solitary waves | |
CN103196650B (en) | Device and method to imitate sea bore in hydraulic model test | |
Park et al. | Numerical investigation of the effects of turbulence intensity on dam-break flows | |
Zhu et al. | The morphodynamics of a swash event on an erodible beach | |
JP6830041B2 (en) | Wave-making experimental equipment and method | |
Hartvig et al. | Experimental study of the development of scour and backfilling | |
US10815648B2 (en) | Non-powered seawater pumping system for reducing seawater intrusion, and apparatus and method for optimal design of well in the same system | |
JP7053379B2 (en) | Wave making experiment method | |
Zang et al. | Experimental study on local scour and onset of VIV of a pipeline on a silty seabed under steady currents | |
Fuchs et al. | Scale effects of impulse wave run-up and run-over | |
Cataño-Lopera et al. | Scour and burial mechanics of conical frustums on a sandy bed under combined flow conditions | |
Biswal et al. | Effects of initial stage of dam-break flows on sediment transport | |
Robb et al. | Numerical simulation of dam-break flows using depth-averaged hydrodynamic and three-dimensional CFD models | |
CN110889245B (en) | Fluid-solid coupling seismic response analysis method for tower column structure coupling system of hydraulic ship lift | |
Bennett et al. | Turbulent flow and bed pressure within headcut scour holes due to plane reattached jets | |
JP6379834B2 (en) | Tsunami wave force measuring method and apparatus | |
Einstein | Sediment transport by wave action | |
Ommani et al. | Bilge keel induced roll damping of an FPSO with sponsons |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190314 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6816975 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |