超大型浮体まわりの水塊の挙動に及ぼす海面遮蔽の影響に関する数値シミュレーション

Numerical Simulation of Sea-Covering Effects of a Huge Floating

Structure on the Sea Water Surrounding the Structure

藤野正隆（東京大学大学院工学系研究科）

濱田孝治（東京大学大学院工学系研究科博士課程）

Masataka Fujino (Division of Engineering, School of Graduate, University of Tokyo)

Takaharu Hamada (Doctor Course, Division of Engineering, School of Graduate, University of Tokyo)

KEYWORD

marine environment, floating structure, numerical simulation

ABSTRACT

It is said that a floating structure has, in general, less significant effect on marine environment than a reclaimed island. However, when a huge floating structure is planned to be built on the sea surface, expected effects which might be brought about by obstructing sunlight intrusion, evapolation, and heat transmission into the sea water beneath the structure should be carefully and comprehensively examined. The main aim of the present investigation is to clarify the above-mentioned effect, which is called the sea-covering effect in this paper, through numerical simulation of fluid motion, temperature and salinity variation of the sea water around the floating structure. For numerical simulation, a rectangular basin of uniform depth is used as a model sea area, and a rectangular floating structure of pontoon type is placed at the center of the rectangular basin. The effects of wind, tidal currents and heat flux through the sea surface are discussed for both cases where the floating structure is and is not placed in the rectangular basin.

1 はじめに

一般に、浮体による海洋構造物は、埋め立てなどの方法によるものにくらべ、環境に対する影響は小さいと考えられている。しかし、浮体式海上空港など大規模な構造物については、広範囲にわたって海面を連破することにより、小規模な構造物にはみられない特有の問題が生ずる可能性がある。

通常、海面においては、海水と大気の問で、熱、水分、塩分、運動量などのやりとりが頻業に行われる。浮体が存在する場合、これらのやりとりは抑制され、それによって流況や各種物理量の分布に変化が起こる。たとえば、日射や海面からの熱放射、対流、蒸発などが抑制されることにより浮体直下と周辺海域の間で温度差が生じることが考えられ、それはまた密度流の原因ともなる。また、対象海域に風が吹いている場合、浮体位置では海面との運動量のやりとりが阻害されるため、吹送流のパターンに変化が生ずる事が考えられる。

海洋環境の分野においては、現象にかかわる気象などの自然条件は多岐に渡り、しかもそれらの定量化が難しいため、解析的に解ける問題はごくわずかである。また、もともとの現象が大規模である事も手伝い、実験によって現象を再現する事も容易ではないため、従

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