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させる方法を提案した。さらに、通過境界での自由透過処理について検討を加え、造波水槽内での波変 形問題への本計算手法の適用性を検証した。まず、ＶＯＦ法における自由表面形状の認識は、表面セル に対してそのセル内での表面がどの座標軸に対して､より垂直に近いかを評価することにより行うため、
隣接するセル間を横切る界面の勾配を無視した流体輸送を行うことになり、このことが、自由表面形状 を不明確にし、質量保存性を低下させる一要因であることを指摘した。また、ＶＯＦ法では自由表面形 状を移流方程式により決定するため、移流方程式の解法にあたっては数値拡散をより押さえた計算スキ ームを選択する必要があることも指摘した。次に、ＶＯＦ法の弱点である自由表面の認識精度や質量保 存性を向上させる方法を提案するために、１次元の線形移流方程式を対象に、数種類のスキームについ てその数値拡散などを比較した。その結果より、ＣＩＰ法にDigitizerを組合わせ、さらにT泡､gent変換 の際の係数を０．８５とすることで、より数値拡散を押さえ、不連続面をシャープに取扱えることを示し た。さらに、自由表面問題への適用にあたっての２次元の数値解析手法や離散化手法の詳細を述べると ともに、適用計算例として、矩形容器内のスロッシング現象とダム崩壊現象を対象に解析を行い、解析 手法の自由表面認識精度と質量保存性について確認した。最後に、通過境界での自由透過処理手法の検 討を行い、造波水槽内での波変形問題への本計算手法の適用性を検証した。その結果、現状では、
Sommerfbldの放射条件が自由透過境界条件として有効であることや、高精度数値造波水槽の作成にあ たっては、入射境界における反射波と通過境界での自由透過波の処理手法の確立が急務であることを指
摘した。
謝 辞
著者は、多くの方々のご協力を得て本研究を遂行することができました。ここに改めて感謝の
意を表します。
熊本大学工学部環境システムエ学科滝川清教授には、本研究を遂行するにあたり、終始懇切 丁寧に御指導を賜りました。心から感謝いたします。
本論文を執筆するにあたり、不備な点について適切な御指導、御助言を頂いた熊本大学工学部 環境システムエ学科秋吉卓教授、鈴木敦巳教授、古川憲治教授、および熊本大学工学部知能生 産システムエ学科大庭英樹教授に深甚なる感謝の意を表します。
また、折にふれ、貴重な御助言と励ましの言葉を賜った海岸水理基礎研究会の諸先生方にお礼申 し上げます。
さらに、本研究の水理実験や本論文における図面の作成など、労を惜しまず御協力いただいた 熊本大学工学部環境システムエ学科外村隆臣技官ならびに滝川研究室の卒業生・在学生諸氏に心
よりお礼申し上げます。
なお、著者が熊本大学の助手として研究に携わることを快く快諾していただいた（株）熊谷組 四国支店各位に感謝いたします。
最後に、本論文の執筆に際して多くの便宜と協力を惜しまずに与えてくれた妻と息子、父母そ して義父母に深く感謝いたします。
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論文リスト
a)参考論文
１．滝jII清、山田文彦、有元光久、田測幹修（1991):斜面上の砕波変形過程の内部特性とその数値 解析、海岸工学論文集、第38(1)、ｐｐ､61‑65
２．滝川清、山田文彦、松本健作（1995):Boundary‑Fit法による任意海底形状の砕波変形解析、海 岸工学論文集、第42(1)、ｐｐ､86‑90
３．滝川清、山田文彦、松本健作（1996)：ビデオ画像解析とBoundary‑Ht法を用いた砕波変形の内 部特性に関する研究、海岸工学論文集、第43(1)、ｐｐ､51‑55
４．KTllkikawa,Ｆ,Yamada,KMatsumoto(1997):Intemalcharacteristicsandnumericalanalysisofplunging breakeronaslope,J､ofCoastalEngineering,VbL31,pp､143‑161
５．Ｆ､YamadaandKThikawa(1997):NumericalmethodfbranalysisofbreakingwavesinShallowwaterusing ltheBoundary‐FittedCoordinateTtansfbrmationTbchnique，Proc・of7thIntemationalconierenceof
computingincivilandbuildingengmeermg,ｐｐ,1593‑1598
６．Ｆ､ＹａｍａｄａａｎｄＫ・Thkikawa(1998):NumericalsimulationsoffreesurfacenowwithBoundary‑Fitted CoordinateSystems,Proc，ｏｆｔｈｅ８山IntemationalOfEshoreandpolarengineeringconference,ｐｐ､272‑279 ７．山田文彦、滝川清、飯尾昌和（1998):密度関数の解法にCIP法を用いたVOF法の解析精度に関
する研究、応用力学論文集、第１巻、ｐｐ､283‑292
８．山田文彦、滝川清、柿木哲也、白木原圭太（1998)：Mass‑consistemモデルの画像解析への適用 とその解析精度に関する研究、海岸工学論文集、第45(2)、ｐｐ､1281‑1285
９．Ｆ・YamadaandKThkikawa(1999):Improvedthefree‑suIfaceaccuracyandmass‑conservationofthe VblumeofF1uid(VOF)method,Proc､ofthe9hIntemationalOffShoreandpolarenglneermgconference
，(inpress）
b）副論文
１．KThkikawa,Ｆ,Yamada,Ｋ､Sato,HFilruta(1995)：Numericalanalysisofnniteamplitudemotionof
wavesandamoorednoatingbodyunderseverstormconditio､,Ｊ・ofNumericalmethodinnuid,Ｖ01.21, Ｐ ｐ ､ 2 9 5 ‑ 3 1 0
２．滝川清、山田文彦、松本健作（1995):潜堤上砕波変形の内部特性とその数値解析、海岸工学論 文集、第42(1)、ｐｐ､66‑70