渡部 靖憲 (ワタナベ ヤスノリ)
| 工学研究院 土木工学部門 自然災害適応 | 教授 |
Last Updated :2025/11/06
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論文
- Clustering, coalescing and bursting processes in surface bubbles of surfactant water flows
Yasunori Watanabe, Ayumi Saruwatari
Flow, 4, Cambridge University Press (CUP), 2024年10月14日
研究論文（学術雑誌）, Breaking waves aerate seawater surfaces and form whitecaps in the open ocean. The aerated surface area, or whitecap coverage, has been used to macroscopically parametrize air–sea momentum and gas exchange. However, the microscopic mechanisms of the generation, evolution and attenuation of surface bubbles in whitecaps remain poorly understood. In this study, we examined the size distributions and size-dependent lifetimes of surface bubbles generated by water sheet entry and air injection on a porous plate during the clustering, coalescing and bursting processes, depending on surfactant concentrations and bubble mobility. Mechanisms of coalescence through film thinning of adjacent bubble walls owing to the inter-bubble attraction and Marangoni forces experimentally described the surfactant-dependent bubble growth, finally achieving bubble bursting, which were statistically characterized in a population balance analysis. Lagrangian bubble lifetimes were described by the Weibull distribution, providing that surfactant in seawater extended the probabilistic survival periods of surface bubbles two times longer than those of clean bubbles. - Disturbance in the Air-Temperature Field Due to Persistent Bubble Bursting on the Water Surface
Shota Saito, Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
World Congress on Momentum, Heat and Mass Transfer, Avestia Publishing, 2024年04月
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 海面上昇が設計津波水位に与える影響
八木澤一城, 光永康二, 高橋和多利, 大塚淳一, 加藤史訓, 猿渡亜由未, 田島芳満, 森信人, 渡部靖憲
土木学会論文集(Web), 80, 17, n/a, n/a, Japan Society of Civil Engineers, 2024年
研究論文（学術雑誌） - 波浪下の透過性消波構造物内流れのLarge Eddy Simulation
渡部靖憲, 鈴木悠一郎, 齋藤翔大, 猿渡亜由未
土木学会論文集(Web), 80, 17, n/a, n/a, Japan Society of Civil Engineers, 2024年
研究論文（学術雑誌） - 水表面での気泡破裂が誘起する気温場の擾乱
齋藤翔大, 野村明弘, 猿渡亜由未, 渡部靖憲
土木学会論文集(Web), 80, 17, n/a, n/a, Japan Society of Civil Engineers, 2024年
研究論文（学術雑誌） - 気泡の水面への浮上を通した、気泡-乱れ、気泡-水面、気泡-気泡相互作用 : 海洋波浪砕波による白波形成のメカニズムを探る—Bubble-Turbulence, Bubble-Surface, and Bubble-Bubble Interactions during Bubble Rise onto Free-Surfaces : Exploring Mechanisms to Form Whitecaps on Breaking Ocean Waves—特集 海岸工学における混相流
渡部 靖憲
混相流 = Japanese journal of multiphase flow, 37, 3, 300, 307, 大阪 : 日本混相流学会, 2023年09月
日本語, Breaking waves entrains huge amounts of air bubbles into bulk seawater, which is involved in turbulence produced in splash-up breaking processes. Buoyant bubbles arriving wave surfaces aggregate to form clusters behind the wave front (so-called whitecap). While a series of the bubble dynamics are believed to be relevant to air-sea momentum transfers and gas exchanges, microscopic bubble behaviors on whitecap water surface in wave breaking turbulence have not been understood. This article introduces previous research progress on mechanical interactions between bubble and turbulence in bulk water under breaking waves, interactions of rising bubble with water surface in addition to interactions among bubbles floating on surface resulting in formation of whitecap water. - 海洋画像観測による白波波峰長と残留泡沫のスペクトル特性
渡部靖憲, 南健人, 猿渡亜由未, 馬場康之, 久保輝広, 森信人, 内山雄介, 志村智也, 大塚淳一, 新井田靖郎, 二宮順一
土木学会論文集(Web), 79, 17, 2023年 - d4PDFを用いた設計波高の将来変化の効率的な推定手法
野村明弘, 佐藤典之, 石川浩希, 早川哲也, 岩崎慎介, 大塚淳一, 森信人, 渡部靖憲
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 78, 2, 2022年 - 地盤変動を考慮した沿岸域の海面水位上昇量の分析方法
野村 明弘, 石川 浩希, 佐藤 典之, 早川 哲也, 岩﨑 慎介, 大塚 淳一, 森 信人, 渡部 靖憲
土木学会論文集B3（海洋開発）, 78, 2, I_487, I_492, 公益社団法人 土木学会, 2022年
日本語, 気候変動による海面水位の上昇に対して沿岸域の適応策を検討するためには，各種数値モデルにより将来予測を行う必要がある一方，その地域的変化の妥当性は潮位観測記録によって確認される必要がある．しかし，テクトニクス等により潮位計の設置地盤が海面水位と同程度あるいはそれ以上に変動する場合があり，海面上昇の評価にあたって地盤変動の影響を適切に考慮する必要がある．本研究では地盤変動の影響を大きく受けている北海道沿岸の潮位観測について，国土地理院の電子基準点のデータから地盤変動の補正方法を整理し，海面水位の経年変化の分析と将来推計を実施する．その結果，16地点で海面水位の経年変化が評価可能となり，2℃上昇シナリオによる将来予測の経年変化と概ね一致した． - Bubble drag in electrolytically generated microbubble swarms with bubble-vortex interactions
Yasunori Watanabe, Haruhi Oyaizu, Hisashi Satoh, Yasuo Niida
INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW, 136, 2021年03月
英語, 研究論文（学術雑誌） - FBP-BOS法を用いた単一浮遊液滴近傍の密度分布の可視化法
小林 正法, 猿渡 亜由未, 渡部 靖憲
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. Series B2, Coastal engineering / 土木学会海岸工学委員会 編, 77, 2, 3p, 土木学会, 2021年
日本語 - 一様流れ中における集中包絡波
渡部 靖憲, 小熊 多佳史
土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）, 77, 2, I_31, I_36, 公益社団法人 土木学会, 2021年
日本語, 本研究は，流れ中の分散性波群の集中条件を提案し，造波実験によってその妥当性を証明すると同時に，流れ流速，水深，初期波スペクトルをパラメータとして包絡集中波の最大増幅率について議論するものである．提案する周波数変化による集中波群は，任意の流速，水深に対して指定する集中距離及び時間で概ね最大水位を記録した．入射スペクトルに依存してバラツキはあるものの，最大増幅率は流速に対して単調に増加し，本実験条件範囲内で最大6倍以上の増幅が確認された．波浪集中過程を経てスペクトル幅は時空間的に変化し，集中時に達成する急峻な包絡波の非線形性により，高調波成分が発生する． - サブグリッド気泡―泡沫モデルの開発
渡部 靖憲, 渡邊 健太
土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）, 77, 2, I_43, I_48, 公益社団法人 土木学会, 2021年
日本語, 本研究は，水中の気泡の浮上，自由水面との相互作用，気泡のクラスタリングによる残留泡沫の生成に渡る一連の気泡運動と流体運動をフルカップリングさせたLES-Stochasticモデルを提案するものである．Nicolson1)の気泡間力学相互作用を数値モデルに落とし込み，気泡―水面相互作用による高周波振動とメニスカス生成による気泡凝集を再現した．気泡のクラスタリングと水面上の発散流による移流は対応する物理実験結果と比較され，議論される．一連の気泡―水面，気泡―気泡間相互作用は，水面上の乱れ生成に寄与し，水面更新を経た物質の輸送にかかわる可能性が示唆された． - 海底地すべりと活断層による津波の重畳評価手法の提案
金戸 俊道, 木村 達人, 渡部 靖憲
土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）, 77, 2, I_229, I_233, 公益社団法人 土木学会, 2021年
日本語, 研究論文（学術雑誌）, 金戸ら1)は柏崎刈羽原子力発電所の半径100kmの範囲をモデルとして，海底地すべり津波の将来想定を行う手法を提案した．しかしながら，海底地すべりの起因となる可能性の高い，活断層による津波との重畳については検討されていない．本研究は，柏崎刈羽原子力発電所から半径100kmの範囲における津波到達時刻の分布に着目し，想定海底地すべりによる津波と重畳する可能性の高い活断層による津波を抽出し，活断層による津波と海底地すべりによる津波の組み合わせ決定手法を提案するものである．また，重畳津波による最大水位の評価は，津波数値シミュレーションの線形足し合わせによる方法と連成解析による方法を行い，いずれの方法でも解析結果の傾向に大きな違いは認められないことを確認した． - Probabilistic analysis of winter storm surges depending on meteorological features of explosive cyclones
Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 36, 2020, 2020年12月31日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Three-dimensional antidunes coexisting with alternate bars
Takuya Inoue, Yasunori Watanabe, Toshiki Iwasaki, Junichi Otsuka
EARTH SURFACE PROCESSES AND LANDFORMS, 45, 12, 2897, 2911, 2020年09月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Wave packet focusing in shallow water
Yasunori Watanabe, Yosuke Tsuda, Ayumi Saruwatari
Coastal Engineering Journal, 62, 2, 336, 349, 2020年04月02日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - だるまカゴ護岸の安定性と砂浜地形変化
猿渡亜由未, 小林正法, 高須賀啓孝, 小山裕文, 高橋幹夫, 山下孝行, 樋口益盛, 渡部靖憲
土木学会論文集 A2(応用力学)(Web), 76, 2, 2020年 - High wave coniditions due to typhoons measured at an offshore observation tower
Yasuyuki Baba, Teruhiro Kubo, Nobuhito Mori, Yasunori Watanabe, Tomohito Yamada, Ayumi Saruwatari, Junichi Otsuka, Yusuke Uchiyama, Junichi Ninomiya, Tomoya Shimura
22nd Congress of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research-Asia Pacific Division, IAHR-APD 2020: "Creating Resilience to Water-Related Challenges", 2020年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Performance of gabion revetments for stabilizing beach profile
Ayumi Saruwatari, Masanori Kobayashi, Nobutaka Takasuka, Hirofumi Koyama, Mikio Takahashi, Yasunori Watanabe
22nd Congress of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research-Asia Pacific Division, IAHR-APD 2020: "Creating Resilience to Water-Related Challenges", 2020年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Laboratory experiments of bubble formations and behaviors in surfactant seawater
Takumi Nonaka, Yasunori Watanabe
22nd Congress of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research-Asia Pacific Division, IAHR-APD 2020: "Creating Resilience to Water-Related Challenges", 2020年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Probabilistic assessment of storm surge potential due to explosive cyclogenesis in the northwest Pacific region
A. Saruwatari, K. Fukuhara, Y. Watanabe
Coastal Engineering Journal, 61, 4, 520, 534, 2019年10月02日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - 空気負イオン濃度計測の微細飛沫発生量推定への適用可能性
猿渡 亜由未, 石見 翔汰, 渡部 靖憲
土木学会論文集Ａ２（応用力学）, 75, 2, I_531, I_537, 公益社団法人 土木学会, 2019年, ［査読有り］
日本語,気泡バースティングにより生成される微細飛沫発生量は海洋性エアロゾルの供給量を決定する重要なファクターであるにも関わらず，エアロゾル観測の困難さから未だそれを精度よく予測する為のモデルは提案されていない．本研究では空気負イオン濃度観測が海洋飛沫観測精度の向上に寄与し得るかどうかを検討する為の基礎的な検討材料を得る為の室内実験及び現地観測を行った．室内実験では気泡バースティングに応答した周囲の空気負イオン濃度の変化の特徴を明らかにした．また現地観測ではこれまでに飛沫発生量予測のモデルパラメータとして用いられてきた風速，波高，泡沫占有率と空気負イオン濃度との関係について調査し，特に気泡バースティングにより飛沫発生量を直接支配すると考えられる泡沫占有率が空気負イオン濃度の変化を最もよく記述することが明らかになった．
- 風波発達過程における海中への熱輸送メカニズム
渡部 靖憲, 杉村 一直, 山下 賢人, 猿渡 亜由未
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. 土木学会海岸工学委員会 編, 75, 2, I_49, 54, 土木学会, 2019年, ［査読有り］
日本語 - 砕波による海洋表層混合のパラメタリゼーションと台風に対する応答
髙木 雅史, 森 信人, 二宮 順一, 志村 智也, 内山 雄介, 馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 渡部 靖憲, 大塚 淳一, 山田 朋人, 猿渡 亜由未
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. 土木学会海岸工学委員会 編, 75, 2, I_61, 66, 土木学会, 2019年, ［査読有り］
日本語 - 海中混入気泡による超音波後方散乱と熱輸送
猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 馬場 康之, 久保 輝広, 水谷 英朗, 志村 智也, 二宮 順一, 山田 朋人, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. 土木学会海岸工学委員会 編, 75, 2, I_67, 72, 土木学会, 2019年, ［査読有り］
日本語 - 2018年夏期に観測された台風に伴う高波浪について
馬場 康之, 久保 輝広, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 内山 雄介, 二宮 順一
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. 土木学会海岸工学委員会 編, 75, 2, I_271, 276, 土木学会, 2019年, ［査読有り］
日本語 - ディスドロメータを用いた海上における2013年夏季の降雨観測
岡地 寛季, 山田 朋人, 渡部 靖憲, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 森 信人, 馬場 康之, 久保 輝広, 二宮 順一, 内山 雄介, 水谷 英郎
地球環境研究論文集 : 地球環境シンポジウム, 27, 5, 41, 46, 土木学会, 2019年, ［査読有り］
日本語 - Numerical experiments on effect of river mouth morphology on tsunami behavior in rivers
Yuta Mitobe, Hitoshi Tanaka, Kazuya Watanabe, Neetu Tiwari, Yasunori Watanabe
Coastal Engineering Journal, 60, 4, 516, 531, 2018年10月02日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Oxygen transfer from bubble-plumes
Yasuo Niida, Yasunori Watanabe
Physics of Fluids, 30, 10, 2018年10月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effects of rain droplets and sea sprays on the momentum and latent heat fluxes
Hiroki Okachi, Tomohito J. Yamada, Yasunori Watanabe, Junichi Ohtsuka
Proceedings - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR)-Asia Pacific Division (APD) Congress: Multi-Perspective Water for Sustainable Development, IAHR-APD 2018, 1, 493, 502, 2018年09月01日, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - High-resolution tsunami-bedload coupled computation in AMR environment
Yasunori Watanabe, Yuta Mitobe, Hitoshi Tanaka, Kazuya Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 36, 2018, 2018年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Laboratory observations of dissolved carbon dioxide transport under regular breaking waves
Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 36, 2018, 2018年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 強風イベント時における津軽海峡内外での内部波の発達
猿渡 亜由未, 足立 天翔, 宮武 誠, 渡部 靖憲
土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）, 74, 2, I_661, I_666, 公益社団法人 土木学会, 2018年, ［査読有り］
日本語 - Turbulent Boundary Layer Flows over Progressive Water Waves
K. Yamashita, Y. Watanabe, A. Saruwatari
Proc. iCFM, 2018年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Phase-Field computation of drop impacts
S. Kadowaki, Y. Watanabe, A. Saruwatari
Proc. iCFM, 2018年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Sediment advection and diffusion by obliquely descending eddies
Ayumi Saruwatari, Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 36, 2018, 2018年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 半閉鎖性内湾における海水交換特性の季節変化とその形成メカニズムについて
岡田 信瑛, 内山 雄介, 多田 拓晃, 遠藤 颯, 馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 森 信人, 渡部 靖憲, 大塚 淳一, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 二宮 順一
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. 土木学会海岸工学委員会 編, 74, 2, I_667, 672, 土木学会, 2018年
日本語 - フェッチ制限下の風波砕波に伴う海面表層の応答
猿渡 亜由未, 坂川 諒太, 大塚 淳一, 馬場 康之, 久保 輝広, 水谷 英朗, 二宮 順一, 山田 朋人, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲
土木学会論文集. B2, 海岸工学 Journal of Japan Society of Civil Engineers. 土木学会海岸工学委員会 編, 74, 2, I_67, 72, 土木学会, 2018年
日本語 - Numerical experiments on effect of river mouth morphology on tsunami behavior in rivers
Mitobe Yuta, Tanaka Hitoshi, Watanabe Kazuya, Tiwari Neetu, Watanabe Yasunori
COASTAL ENGINEERING JOURNAL, 60, 4, 516, 531, 2018年, ［査読有り］ - Vortex-induced suspension of sediment in the surf zone
Junichi Otsuka, Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
Advances in Water Resources, 110, 59, 76, 2017年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Vortex-induced suspension of sediment in the surf zone
Junichi Otsuka, Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
ADVANCES IN WATER RESOURCES, 110, 59, 76, 2017年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - 寒冷地域における高潮対策に関する調査研究 : 根室港を事例に
吉田 徹, 橋本 茂樹, 時沢 武史, 小田 玲司, 猿渡 亜由未, 渡部 靖憲
寒地技術論文・報告集 寒地技術シンポジウム, 33, 229, 234, 北海道開発技術センター, 2017年
日本語 - 中規模衝突実験及び数値実験に基づく海氷等脆性体の衝突力特性と簡易式の提案
木岡 信治, 遠藤 強, 竹内 貴弘, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, I_973, I_978, 公益社団法人 土木学会, 2017年, ［査読有り］
日本語, 最も基本的な構造体である平板を中心とする様々な規模の角柱を対象とした海氷の衝突実験ならびにDEMによる数値実験を実施した．均一な物性・強度の氷やその完全な面接触など理想条件での衝突が現実では極めて困難または稀であり，必然的に実験結果がバラつく事，その衝突波形や破壊機構が複雑である事，等を数値実験から説明した．実験値及び実験困難な様々な条件での数値実験結果は，破壊の有無，動弾性率，衝突速度，氷の規模等に関わらず，理論的に得た弾性体の平板への最大衝突力を推定する単純な式の傾向特性と一致した．その理論式をベースとし，高速で漂流する小規模氷塊が脆性破壊を伴って衝突する場合の，平板を含む任意サイズの角柱構造物への最大衝突力を簡便に評価する方法の提案を試みた． - 風波発達過程における水面せん断層の発達と運動量輸送
渡部 靖憲, 杉村 一直
土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, I_73, I_78, 公益社団法人 土木学会, 2017年, ［査読有り］
日本語, 本研究は，風洞可視化実験から，風波の発生，成長過程における波浪下の流速分布の遷移，乱流統計量の変化を基に，非平衡風波場における運動量，エネルギー輸送機構を議論するものである．初期波において毛管波の重畳と重力波のクレストへの集中が顕著な渦生成を誘発し，大気境界層と同等の運動量境界層の形成を通して運動量，エネルギーを深い位置まで輸送する．フェッチの増大と共に，吹送流による波-流れ相互作用は重力波前面を先行して伝播する毛管波を減衰させ，渦供給の減少，運動量境界層の減衰を引き起こし，吹送流が主体となるせん断流が流れ場を支配する． - 苫前漁港における越波発生特性の解明
水戸 佳祐, 八木澤 一城, 佐野 朝昭, 橋本 孝治, 本田 達也, 本山 賢司, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, I_829, I_834, 公益社団法人 土木学会, 2017年, ［査読有り］
日本語, 苫前漁港は，北海道日本海側に位置する第3種漁港である．本漁港は季節風の影響を受ける海域特性から，特に冬季において西外護岸における越波が激しく，同護岸背後の漁港利用や漁船の係留に支障をきたしている状況にある．しかしながら，現地では，越波の発生形態(越波高や飛散距離)や越波発生時の外力条件について未解明な状況である．そこで，本研究では，西外護岸における越波現象を把握するため，Webカメラを用いた現地観測を行うとともに，Webカメラが捉えた越波事象に対し，波浪・風況及び潮位等の外力条件との関係性を種々分析した．さらに，現地に適応可能な数値波動水路モデル(CADMAS-SURF)を構築して補足的な数値実験を加えることによって，現地の越波発生特性を解明した． - 2016年台風10号をモデルとした内浦湾における潮位偏差の発生特性
南 翔, 工藤 圭太, 八木澤 一城, 橋本 孝治, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, I_205, I_210, 公益社団法人 土木学会, 2017年, ［査読有り］
日本語, 2016年台風10号は従来と異なる複雑な経路をたどり，東北地方を北西に移動し，日本海へと進行した．この台風により北海道内浦湾では高潮が発生し，台風による吹送流と強風により大きな漁業被害をうけた．このような前例のない経路を辿った台風での検討は重要である．そこで，本研究では，台風モデルと非線形長波モデルを使用した高潮計算を行った．本台風をモデルとし，想定されうる8コースで高潮計算を行い，内浦湾での潮位偏差の発生特性を解明するとともに，危険に作用する経路を推測した．さらに，『高潮浸水想定区域図作成の手引き(国土交通省)』に基づく，想定台風による試算を行い，今後の内浦湾沿岸での浸水想定における知見を得た． - エアチューブ周りの流れの不安定
渡部 靖憲, 鈴木 敦貴
土木学会論文集B2(海岸工学), 73, 2, I_91, I_96, 公益社団法人 土木学会, 2017年, ［査読有り］
日本語, 砕波過程において生じるエアチューブの軸方向分裂を模擬する気液を封入した水平回転円筒実験を行い，回転数，円筒幾何形状，封入水体積率に応じて変化するエアチューブの分裂現象を発見し，パラメータ化を通して，その分裂メカニズムを議論した．実験を通して，回転流体中の遠心力に加え，表面張力，浮力（重力）そして抗力が非一様な流れを形成することで発生する流れの不安定が分裂過程を決定することが証明された．エアチューブの分裂形態のおおよその特徴はFroude数で与えられ，軸方向に一様な水層の気体セルへの分裂の開始は限界Froude数及び限界Weber数で決定できる．これら回転円筒内の流れの特徴は砕波形態及び規模の異なるエアチューブの崩壊過程に内在する基本メカニズムになるものと考える． - A new approach to numerical modeling of tsunami considering unsteady boundary layer develpment
Hitoshi Tanaka, Yuta Mitobe, Neetu Tiwari, Kazuya Watanabe, Yasunori Watanabe
Proceedings of The 3rd International Conference on Coastal Zone Engineering and Management in the Middle East (Arabian Coast 2016) (Nov 20-23, Debai UAE) (Keynote lecture), 2016年11月22日, ［査読有り］, ［招待有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 高解像地形データ上のAMR-CIP系津波遡上計算アプローチ
渡部靖憲, 田中 仁, 三戸部佑太, 渡辺一也
土木学会論文集B2（海岸工学）, B2-72, 2, I_283, I_288, 2016年11月17日, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 津波規模に応じた河道内水位変動過程に関する数値実験
三戸部佑太, 渡辺一也, 田中 仁, Neetu Tiwari, 渡部靖憲
土木学会論文集B2（海岸工学）, B2-72, 2, I_259, I_264, 2016年11月17日, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 半閉鎖性海域湾口部における成層期および成層崩壊期の流動構造と海水交換について
内山 雄介, 吉木 智軌, 多田 拓晃, 馬場 康之, 水谷, 久保 輝広, 森 信人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一, 渡部 靖憲, 山田 朋人
土木学会論文集B4(海岸工学) = Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering), 72, 2, I_493, I_498, 土木学会 = Japan Society of Civil Engineers, 2016年11月15日, ［査読有り］
日本語, 金沢大学理工研究域環境デザイン学系半閉鎖性内湾である和歌山県田辺湾湾口部において，ADCP，塩分水温計などを用いた長期連続観測を行い，主に流動構造と海水交換特性に関する解析を行った．クロススペクトル解析結果から，流速鉛直構造と外力との対応については，表層付近の日周期変動には海上風が，成層期の混合層下部の半日周期変動には内部潮汐が，成層崩壊期の混合層全層では半日周期潮汐がそれぞれ寄与していることが分かった．一方，海水交換に対しては半日周期潮汐変動が最も寄与しているのに対し，それと同程度に周期約3日にピークを有するサブタイダル長周期成分の影響が大きかった．この長周期変動は紀伊水道スケールで生じる地形性のメソスケール渦の消長と密接に関係しており，モデルによる先行研究と整合的であった.出版者照会後に全文公開 - 現地観測に基づく水温躍層の破壊と鉛直混合に関する研究
久保 慎也, 二宮 順一, 森 信人, 馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 大塚 淳一, 猿渡 亜由未
土木学会論文集B2(海岸工学) = Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering), 72, 2, I_487, I_492, 土木学会 = Japan Society of Civil Engineers, 2016年11月15日, ［査読有り］
日本語, 金沢大学理工研究域環境デザイン学系台風イベント時の水温躍層の破壊・再形成のプロセスに着目して，観測データの解析を行うことでプロセスの経過について検討した．水温躍層は水域内の流動に大きな影響を与え，水質問題が生じる要因にもなるため，詳細な現象の把握が求められている．そこで本研究では，台風イベント時の観測データからブラント・バイサラ振動数およびリチャードソン数を算出し，成層の安定性を評価した．その結果，密度成層期には，まず高波浪により成層の安定が崩され強風により更に不安定さが促進されるという仮説を得た．また，混合期は成層が不安定で，台風接近前からシア流の不安定が生じていて混合が生じていることがわかった．これらの結果を踏まえて，更にTS図を作成し混合期の水塊の特性を評価した.出版者照会後に全文公開 - 浅水流方程式と乱流モデルを組み合わせた津波河川遡上数値計算
三戸部佑太, Neetu Tiwari, 渡辺一也, 田中 仁, 渡部靖憲
土木学会論文集B2（海岸工学）, B2-72, 2, I_259, I_264, 2016年11月, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - Size distributions of sprays produced by violent wave impacts on vertical sea walls
Y. Watanabe, D. M. Ingram
Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 472, 2194, 20160423, 20160423, The Royal Society, 2016年10月01日, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - The international river interface cooperative: Public domain flow and morphodynamics software for education and applications
Jonathan M. Nelson, Yasuyuki Shimizu, Takaaki Abe, Kazutake Asahi, Mineyuki Gamou, Takuya Inoue, Toshiki Iwasaki, Takaharu Kakinuma, Satomi Kawamura, Ichiro Kimura, Tomoko Kyuka, Richard R. McDonald, Mohamed Nabi, Makoto Nakatsugawa, Francisco R. Simões, Hiroshi Takebayashi, Yasunori Watanabe
Advances in Water Resources, 93, 62, 74, 2016年07月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Study on estimation of damages caused by sea ice floes driven by run-up tsunami-Physical and computational experiments of fracture, behavior and run-up of sea ice-
KIOKA Shinji, TAKEUCHI Takahiro, WATANABE Yasunori
Proceedings of the International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice, 31st, 270‐273, 2016年02月20日
英語 - 遡上波先端モデルの3次元LESへの導入と都市型津波浸水過程への適用
渡部靖憲, 佐々木理沙, 小柳津遥陽, 牧田拓也, 森岡晃一, 猿渡亜由未
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 72, 2, 2016年 - 半閉鎖性海域湾口部における成層期および成層崩壊期の流動構造と海水交換について
内山雄介, 吉木智軌, 多田拓晃, 馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 森信人, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 二宮順一, 渡部靖憲, 山田朋人
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 72, 2, 2016年 - 現地観測に基づく水温躍層の破壊と鉛直混合に関する研究
久保慎也, 二宮順一, 森信人, 馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 内山雄介, 渡部靖憲, 山田朋人, 大塚淳一, 猿渡亜由未
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 72, 2, 2016年 - 冬季の温帯低気圧による高潮の統計的リスク評価
猿渡 亜由未, 武江 寿大, 渡部 靖憲
土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）, 72, 2, I_247, I_252, 公益社団法人 土木学会, 2016年, ［査読有り］
日本語, 発生頻度の増加が指摘されている冬季の爆弾低気圧は，2014，2015年に相次いで根室で高潮被害をもたらすなど，台風とは異なる新たな高潮外力として対策が求められている．本研究では根室湾付近を通過する冬季の温帯低気圧による高潮リスクを，アンサンブル気象場による高潮発達過程の三次元数値計算結果を基に，統計的に評価する．高潮発達過程における湾内の流れ場は，海上風と湾奥方向への水位勾配により駆動され，外洋における典型的なエクマン螺旋構造とは異なる流れ場が形成される．また，湾内水位と高潮継続時間は低気圧経路に対する感度が高く，今後 2014年と同程度の規模の低気圧であっても経路によっては湾奥水位が非常に高くなる危険性があることを示す． - 大気エアロゾルの海上現地観測
猿渡 亜由未, 二宮 順一, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 大塚 淳一, 馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人
土木学会論文集A2（応用力学）, 72, 2, I_537, I_547, 公益社団法人 土木学会, 2016年, ［査読有り］
日本語, 海から発生する波飛沫は大気-海洋間の熱，湿度，運動量の輸送量を決定すると共に，海塩粒子となって大気エアロゾルを構成することから，海上気象場に影響を与える重要なファクターの一つとなっている一方，その発生量は様々な要因に影響を受けることから精度良い見積もりが困難である．本研究では波飛沫発生量と気象，海象条件との関係を明らかにすることを最終的な目的とし，和歌山県田辺湾上において大気エアロゾルの粒子数密度の海上現地観測を行った．測定対象の三粒径(0.3, 1.0, 5.0 μm)のうち最も小さい粒子の数密度は観測期間を通して100 km以上のスケールの大気環境に支配され，平常時は波飛沫由来の海塩粒子の影響を多く含まないことが分かった．しかし太平洋側からの強風が卓越する気象イベント時においては何れの粒径の観測結果でも風速に対する単調増加傾向を示すことが確認された．この傾向は白波砕波が発生し始めると言われる海上風速6 ms-1以上の条件で表れ始めていることから，波飛沫由来の海洋性エアロゾル濃度の増加を観測した結果であると考える． - 遡上波先端モデルの3次元LESへの導入と都市型津波浸水過程への適用
渡部 靖憲, 佐々木 理沙, 小柳津 遥陽, 牧田 拓也, 森岡 晃一, 猿渡 亜由未
土木学会論文集B2(海岸工学), 72, 2, I_67, I_72, 公益社団法人 土木学会, 2016年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, 本研究では，遡上波先端の水面境界条件となるムービングコンタクトライン接触角経験モデルをLevel-set法ベースの自由水面流れ計算に導入する数値モデルを提案し，遡上波流れの接触依存性をダムブレークテストで検証する．また，2011年東北津波の釜石市街への浸水過程を模擬する都市浸水モデル地形における津波の防潮堤からの越流，街路への貯留に起因する段波の生成と伝播，不透過街区への衝突，さらに交差点での遡上波の合流，衝突過程の特徴を抽出し，典型的な津波の都市型浸水シナリオを提示する． - 日本海上の爆弾低気圧に起因する高波の発達機構
猿渡 亜由未, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 71, 2, 1537, 1542, 2015年11月, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - Transverse instabilities of ascending planar jets formed by wave impacts on vertical walls
Y. Watanabe, D. M. Ingram
Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 471, 2182, 2015年10月08日, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Report on the 2014 Winter Cyclone Storm Surge in Nemuro, Japan
Ayumi Saruwatari, Adriano Coutinho De Lima, Masaya Kato, Osamu Nikawa, Yasunori Watanabe
Coastal Engineering Journal, 57, 3, 2015年09月19日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Report on the 2014 Winter Cyclone Storm Surge in Nemuro, Japan
Ayumi Saruwatari, Adriano Coutinho de Lima, Masaya Kato, Osamu Nikawa, Yasunori Watanabe
COASTAL ENGINEERING JOURNAL, 57, 3, 1550014.1-1550014.14, 2015年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Characteristic time, length and velocity scales of transverse flows in the surf zone
Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
Coastal Engineering Journal, 57, 2, 2015年06月20日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Characteristic Time, Length and Velocity Scales of Transverse Flows in the Surf Zone
Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
COASTAL ENGINEERING JOURNAL, 57, 2, 1550006.1-1550006.22, 2015年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - ダムブレーク遡上波の水面形状と運動学的特徴
渡部 靖憲, 大島 悠揮
土木学会論文集B2(海岸工学), 71, 2, I_43, I_48, Japan Society of Civil Engineers, 2015年
日本語, 本研究では，遡上波をダムブレーク流れによって模擬し，遡上波フロントの運動学的特徴をレーザー励起可視化実験並びにSRPIVによる流速分布計測によって抽出するものである．遡上斜面勾配に依存して、遡上フロント先端を起点として回転性せん断力が周期的に変動する底面及び水面境界層流れが発達，水面形状を修正することが明らかになった。 - 平面ジェット下に発生するキャビティの不安定挙動と気泡形成
渡部 靖憲, 牧田 拓也, 小柳津 遥陽
土木学会論文集B2(海岸工学), 71, 2, I_37, I_42, Japan Society of Civil Engineers, 2015年
日本語, 本研究では，砕波による気泡混入機構を明らかにすることを目的として，砕波ジェットのモデルである平面ジェットの着水に伴って形成されるキャビティの変形から気泡放出に至る過程をLEDバックライト法を用いた高速高解像可視化実験を行った．気泡生成のソースとなるキャビティの形状，発達過程，時空間的変動スケールと発生確率密度を解析し，変形を支配する力学機構について議論を行っている．表面張力波の重畳に加え，ジェット下に形成される3次元渦による水面の吸い込み効果がキャビティの成長に影響を与え得ることが3次元乱流計算を通して明らかになった． - 海氷群を伴った遡上津波のピロティ形式の建築物への作用に関する研究
木岡 信治, 遠藤 強, 竹内 貴弘, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 71, 2, I_919, I_924, Japan Society of Civil Engineers, 2015年
日本語, 本研究では，海氷群を伴った遡上津波による，津波避難施設等にも採用されているピロティ構造への作用形態やリスク等を明らかにするため水理模型実験を実施した．氷群や多量の漂流物がない場合には，ピロティ構造が有効であることを確認したが，氷群存在時には，氷群が柱間で閉塞（ジャム形成）して，流れをせき止め，水位が大きく上昇する事，氷群による衝突力に続き，氷群なしに比べ1オーダー大きい主流方向の静的な荷重が持続する事，同時にその荷重と同程度の鉛直上向の荷重も作用する事，等が分かった．大量の漂流物が存在する場所でのピロティ構造や窓等の開口を有する施設の設計には，その部分の津波力低減を考慮しない方が安全側である事，避難に際しては，水位上昇や氷塊のパイルアップにより，通常の津波時より高所へ避難する必要がある事が提言できた. - Characteristics of sea ice floes run-up caused by tsunami considering ice jams and ice pile-ups around structures0
Shinji Kioka, Takahiro Takeuchi, Yasunori Watanabe
Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, 2015-January, 778, 782, 2015年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 紀伊半島田辺湾湾口部における海水交換特性に関する研究
内山 雄介, 松川 大佑, 神吉 亮佑, 馬場 康之, 森 信人, 水谷 英朗, 渡部 靖憲, 大塚 淳一, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 二宮 順一
土木学会論文集B2(海岸工学) = Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering), 70, 2, I_446, I_450, 公益社団法人 土木学会, 2014年11月
日本語, Tanabe bay is a small embayment connected directly to the Pacific Ocean to the south, whereas frequently suffers from harmful algal blooms due to sewage effluent and the local aquaculture industry. For preserving the ecosystem in the bay, it is necessary to understand an oceanic structure in the bay along with water exchange at the bay entrance. We thus conduct a comprehensive investigation consisting of a shipboard measurement, a season-long platform observation, and a triply nested high-resolution ocean modeling. The water exchange at the bay mouth is largely affected by semi-diurnal tidal currents and episodic subtidal intrusion of the offshore water controlled by mesoscale circulations. - 水面―壁面相対衝突角に依存する遡上波の物理特性
渡部 靖憲, 大島 悠揮
土木学会論文集B2(海岸工学), 70, 2, I_186, I_190, Japan Society of Civil Engineers, 2014年
日本語, Imaging measurements of runup dam-break waves over sloping beds were performed for identifying kinematic features of wave propagation and free-surface transition. It has been found that typical blob like front shapes with transverse undulations were developed during propagation especially on highly sloping beds. The rolling motion of the wave front at the bed contact was observed to entrain air beneath the water layer behind the front, which becomes mechanically unstable to be fragmented into bubbles and to affect the wave forms. - 海氷群を伴った市街地への津波遡上特性に関する検討
木岡 信治, 森 昌也, 遠藤 強, 竹内 貴弘, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 70, 2, I_821, I_825, Japan Society of Civil Engineers, 2014年
日本語, We made model experiments on run-up tsunami inunduation flow with sea ice floes in an urban area. After the collision force of ice acts on structures, flow is dammed up due to the formation of Ice-jam between the structures, and large static force also acts on the structures because of water level rise and water pressure between the structures due to the jamming. The steady state is kept for a while. While we developed a simple mechanical model for estimation of the water depth and the tsunami force at the steady state, we compared calculated values by this model with experimental ones to verify the validity of the model. Further, in the design of facilities with openings such as windows and pilotis, we proposed that the design force by tsunami current acting on such parts should not be reduced because of the jamming. - ジェット下に形成される気泡乱流中の酸素輸送モデル
新井田 靖郎, 渡部 靖憲
土木学会論文集B2(海岸工学), 70, 2, I_51, I_55, Japan Society of Civil Engineers, 2014年
日本語, This paper proposed an oxygen transfer model for bubble-laden turbulence generated by plunging jets. The proposing model has been validated through comparisons with experiments for bubble velocity, liquid velocity, liquid turbulence and oxygen flux. It was found dissolved oxygen concentrations in bubbly flows was determined by local bubble behaviors and turbulent flows modified around bubbles. This bubble-mediated gas transfer via mechanical interaction between bubbles and turbulence is important to understand air-sea gas exchange in the surf zone. - Stochastic-LES系気泡乱流相互作用モデルの開発と平面ジェット下の気泡流解析
渡部 靖憲, 小柳津 遥陽, 新井田 靖郎
土木学会論文集B2(海岸工学), 70, 2, I_61, I_65, Japan Society of Civil Engineers, 2014年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, This paper presents a novel stochastic-LES hybrid model for favre averaged bubble-turbulence interactions in free-surface flows. The current model is found to be capable of computing local behaviors of dense bubble flows coupled with fluid turbulent motion, which is ensured by comparisons with experimental observations. The model is also applied to the flow at a planar jet impact onto a still water, as a model of overturning jets of breaking waves, which reasonably computed cavity deformation, air tube entrainment and bubble formations. - 紀伊半島田辺湾湾口部における海水交換特性に関する研究
内山雄介, 松川大佑, 神吉亮佑, 馬場康之, 森信人, 水谷英朗, 渡部靖憲, 大塚淳一, 山田朋人, 猿渡亜由未, 二宮順一
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 70, 2, 2014年 - 台風通過に伴う田辺湾湾口部における海水温変化について
馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 内山雄介, 森信人, 渡部靖憲, 大塚淳一, 山田朋人, 猿渡亜由未, 二宮順一
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 70, 2, 2014年 - 異なる斜面勾配における内部ケルビン波の砕波により誘起される流れ
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 大塚淳一, 渡部靖憲, 柿沼太郎, 駒井克昭, 清水健司
土木学会論文集 B3(海洋開発)(Web), 70, 2, I.193-I.198 (J-STAGE), 2014年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 内部ケルビン波の砕波による水平循環の発達と減衰
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 大塚淳一, 渡部靖憲, 柿沼太郎, 駒井克昭, 清水健司
土木学会論文集 B1(水工学)(Web), 70, 4, I.1195-I.1200 (J-STAGE), I_1200, Japan Society of Civil Engineers, 2014年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, This study describes a horizontal circulation induced by the breaking of internal Kelvin waves over a uniform slope. In lakes or coastal regions, wind stress over a water surface or tide at the bay mouth may induce internal waves, which deform as internal Kelvin waves when the inertia radius is equal or less than the spatial scale of a lake or a bay. In general, internal Kelvin waves break due to the topographical features, such as a slope, which is revealed to cause horizontal circulation in the upper layer. The previous studies demonstrated that a horizontal circulation is induced due to the secondary lateral current due to the breaking of internal Kelvin waves over a slope. However, the development and damping of the horizontal circulation have not been clarified. Therefore, this study aims to investigate the occurrence of a horizontal circulation due to the internal Kelvin wave breaking over a slope by using laboratory experiments and numerical computations. - Nationwide post event survey and analysis of the 2011 Tohoku earthquake tsunami
Nobuhito Mori, Tomoyuki Takahashi, Shun Etsu Hamaura, Kazuya Miyakawa, Katsuhiko Tanabe, Keisuke Tanaka, Mitsuyuki Tanaka, Tsukasa Watanabe, Hideo Matsutomi, Kazunori Naoe, Takuya Noumi, Erika Yamaguchi, Shoichi Ando, Yushiro Fujii, Toshihide Kashima, Yasuo Okuda, Bun'ichiro Shibazaki, Tsutomu Sakakiyama, Masafumi Matsuyama, Takumi Yoshii, Kazuhisa Goto, Takashi Aida, Yuuji Kurata, Mabumi Miyazaki, Katuya Shutou, Jun Suzuki, Hikari Takeuchi, Takayuki Nakamura, Osamu Fujiwara, Kyoko Kagohara, Haruo Kimura, Junko Komatsubara, Yukari Miyashita, Yuichi Namegaya, Yuki Sawai, Masanobu Shishikura, Koichiro Tanigawa, Hermann Fritz, Ken Ichi Uzaki, Mikio Sasaki, Masato Minami, Hitoshi Endou, Masaki Hashimoto, Yutaka Kobashigawa, Masamitsu Kumagai, Masahiro Ietsune, Kazuhiko Nakamura, Aditya Gusman, Kazuomi Hirakawa, Kei Loki, Yugo Nakamura, Takafumi Nakayama, Yuichi Nishimura, Puma Putra, Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe, Tomohito Yamada, Yasunori Nabetani, Hisamichi Nobuoka, Takashi Tamada, Yuriko Matsubayashi, Toshinori Ogasawara, Shigeki Sakai, Masao Abe, Yutaka Hayashi, Hideki Iino, Kazuhiro Iwakiri, Kazuhiro Kimura, Kenji Maeda, Masami Okada, Hiroaki Tsushima, Taro Kakinuma, Kei Yamashita, Shinya Umeda, Takahiro Nakamura, Shuji Seto, Kurokawa Takahiro, Tetsuya Torayashiki, Gozo Tsujimoto, Kohji Uno, Shoichi Yoshioka, Norio Dewa, Tetsuya Hayashi, Mitsuyoshi Kitamura, Shusaku Kuroda, Akihiko Nakahira, Takeshi Nozawa, Kazuya Taniwaki, Kunio Ohtoshi, Takashi Aoyama, Tatsuo Chiba, Hiroshi Enomoto, Kazunori Hirahara, Shigeki Murai, Hiroshi Narayama, Satoshi Yamanaka, Hitoshi Yamazaki, Satoshi Yoshiiri, Ryoukei Azuma, Yasuyuki Baba
Coastal Engineering Journal, 54, 1, 2014年01月01日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - 風波下の高速表面水温計測による波面を通じた熱輸送の変調の解析
渡部靖憲, 田代晃基, 大塚淳一, 大山高弘, 山田朋人
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 70, 2, I.56-I.60 (J-STAGE), I_60, Japan Society of Civil Engineers, 2014年
日本語, High speed infrared imaging measurements were performed for identifying mechanical factors to govern surface skin temperatures on wind waves under moderate to strong winds. Surface renewals owing to turbulent disturbances are found to predominantly determine the skin temperature amplitude and phase lags to surface elevation, which is parameterized by a so-called wind-wave Reynolds number (RB). The modulations of the skin temperature variations are observed at RB ~ 4 × 104, indicating governing dynamics to produce surface turbulence is altered at the boundary. - Dynamic Interactions of Free-Surface and Vorticity at Water Impacts on Still Water
Y. Watanabe, A. Saruwatari, D. M. Ingram
Proc. ICNMMF, 2014年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Measurement of Dissolved Carbon Dioxide Concentration in a Surf Zone
J. Otsuka, Y. Watanabe, A. Saruwatari
Proc. Int. Conf. Coastal Eng., 34, 2014年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 風波砕波下の飛沫と気泡の同時画像計測
大塚 淳一, 渡部 靖憲, 田代 晃基, 大山 高弘, 猿渡 亜由未, 山田 朋人
土木学会論文集B2(海岸工学), 70, 2, 41, 45, 2014年, ［査読有り］ - 台風通過に伴う田辺湾湾口部における海水温変化について
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 大塚 淳一, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 二宮 順一
土木学会論文集B2(海岸工学), 70, 2, I_476, I_480, 公益社団法人 土木学会, 2014年, ［査読有り］
日本語 - Splash, vortices and turbulent shears in partial dam-break flows - Splash model of wave-breaking and overtopping
Yasunori Watanabe, Shunichi Sato, Yasuo Niida, Ichiro Kimura, Hiroshi Yokota, Haruhi Oyaizu, Yuki Oshima, Ayumi Saruwatari
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2014-January, 2014年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Laboratory measurement of sediment transport under a breaking wave turbulent flow field
Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2014-January, 2014年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Turbulence Model
Nobuhito Mori, Yasunori Watanabe, Takayuki Suzuki, Akio Okayasu
Computational Wave Dynamics, 15, 44, 2013年01月01日
論文集(書籍)内論文 - Fundamental Computational Methods
Yasunori Watanabe, Nobuhito Mori
Computational Wave Dynamics, 45, 73, 2013年01月01日
論文集(書籍)内論文 - Computational Wave Dynamics for Coastal and Ocean Research
Yasunori Watanabe, Nobuhito Mori, Hitoshi Gotoh, Akio Okayasu
Computational Wave Dynamics, 213, 226, 2013年01月01日
論文集(書籍)内論文 - 内部ケルビン波の砕波による水平循環の発生機構解明
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 柿沼太郎, 大塚淳一, 渡部靖憲, 駒井克昭, SHIMIZU Kenji
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 69, 2, 2013年 - 内部ケルビン波の砕波による水平循環の発生機構解明
小窪 一毅, 中山 恵介, 新谷 哲也, 柿沼 太郎, 大塚 淳一, 渡部 靖憲, 駒井 克昭, SHIMIZU KENJI
土木学会論文集B2(海岸工学), 69, 2, I_451, I_455, 公益社団法人 土木学会, 2013年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, In enclosed bays, a two-layer system is likely to be formed due to the fresh water from rivers and solar radiation in summer. External forces, such as wind and tide, cause internal waves in a two-layers system, in which the Coriolis effect induces internal Kelvin waves. When internal Kelvin waves propagate over a slope, they break and cause turbulence, which results in the occurrence of horizontal circulation. However, previous studies have not revealed how breaking induces horizontal circulation. Therefore, this study aims to clarify the mechanisms of horizontal circulation induced by the breaking of internal Kelvin waves by using numerical analysis and laboratory experiments. - 2011年東北地方太平洋沖地震津波に対する北海道沿岸域住民の避難行動調査
田中岳, 渡部靖憲, 中津川誠
土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 69, 1, 48-63 (J-STAGE), 2013年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 壁体崩壊に伴う越流背後の流体運動と力学的応答
渡部 靖憲, 佐藤 駿一, 三戸部 佑太
土木学会論文集. B2, 海岸工学, 69, 2, 176, 180, 土木学会, 2013年, ［査読有り］
日本語 - 遡上波の力学的バランスと流れ構造
渡部 靖憲, 堀井 正輝, 新井田 靖郎
土木学会論文集. B2, 海岸工学, 69, 2, 66, 70, 土木学会, 2013年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 砕波の三次元渦構造,フィンガージェットの形成から飛沫の放出に至る渦力学的不安定
渡部 靖憲, 泉 典洋, 猿渡 亜由未
土木学会論文集. B2, 海岸工学, 69, 2, 51, 55, 土木学会, 2013年, ［査読有り］
日本語 - IMAGING TECHNIQUE TO MEASURE DEFORMATIONS OF WAVE-DISSIPATING STRUCTURES
Yuta Mitobe, Yasunori Watanabe
COASTAL STRUCTURES 2011, VOL 1 & 2, 767, 774, 2013年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 内部ケルビン波の砕波により誘起される流れ
中山恵介, 小窪一毅, 新谷哲也, 大塚淳一, 丸谷靖幸, 渡部靖憲, 駒井克昭, 岡田知也
土木学会論文集B2（海岸工学）, 68, 2, 926, 930, 土木学会, 2012年11月, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - Evolution of the 2011 Tohoku earthquake tsunami on the pacific coast of Hokkaido
Yasunori Watanabe, Yuta Mitobe, Ayumi Saruwatari, Tomohito Yamada, Yasuo Niida
Coastal Engineering Journal, 54, 1, 2012年03月, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Evolution of the 2011 Tohoku Earthquake Tsunami on the Pacific Coast of Hokkaido
Watanabe Yasunori, Mitobe Yuta, Saruwatari Ayumi, Yamada Tomohito, Niida Yasuo
Coastal Engineering Journal, 54, 1, 1250002, 1250002, 2012年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - A study of elastic properties of URu2Si2 in comparison with the non-5f contribution of ThRu2Si2
T. Yanagisawa, H. Saito, Y. Watanabe, Y. Shimizu, H. Hidaka, H. Amitsuka
Journal of Physics: Conference Series, 391, 1, Institute of Physics Publishing, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Recovery of nori Porphyra color by uptake of nutrients supplied intermittently from rivers
Shuzo Takagi, Yasuko Shimizu, Koji Kusaka, Tokishige Fujisawa, Munehiro Fujiwara, Yasunori Watanabe, Tateki Fujiwara
Nippon Suisan Gakkaishi (Japanese Edition), 78, 2, 246, 255, 2012年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 移動床砕波帯の流速場時空間変動と底質輸送に関する実験的研究
大塚 淳一, 渡部 靖憲, 林 倫史
土木学会論文集. B2, 海岸工学, 68, 2, 481, 485, 土木学会, 2012年, ［査読有り］
日本語 - Wave flume-based evaluation of suspended sand transport in breaking waves
Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2012年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Bioluminescence imaging for measuring fluid shear distrubutions
Yasunori Watanabe, Jun Sakai, Yuta Mitobe, Yasuo Niida
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2012年, ［査読有り］
研究論文（国際会議プロシーディングス） - AN IMAGING TECHNIQUE FOR MEASURING WAVE SURFACE SHAPES
Yasunori Watanabe, Yuta Mitobe, Kaori Oshima
COASTAL ENGINEERING JOURNAL, 53, 4, 549, 565, 2011年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Application of adaptive mesh refinement to tsunami computation
Yasunori Watanabe, Yuta Mitobe, Yasuo Niida, Tomohito Yamada
Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, 218, 223, 2011年09月19日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Bioluminescence-based imaging technique for pressure measurement inwater
渡部 靖憲
Experiments in Fluids, 51, 1, 225, 236, 2011年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - 気液二相流の界面力学的境界条件適合スキームの開発と風波生成過程への応用
渡部 靖憲, 岩下 厚志
土木学会論文集. B2, 海岸工学, 67, 2, 16, 20, 土木学会, 2011年, ［査読有り］
日本語 - Turbulent behavior of fluidized sediments in composite shear flow
Ayumi Saruwatari, Wataru Matsuzaki, Yasunori Watanabe
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2010年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Measurement of dissolved carbon dioxide concentration in a surf zone
Junichi Otsuka, Yasunori Watanabe, Ayumi Saruwatari
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2010年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Application of les-stochastic two-way model to two-phase boundary layer flows
Yasunori Watanabe, Yuta Mitobe, Yasuo Niida, Ayumi Saruwatari
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2010年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - LES-stochastic coupling model of bubble-laden turbulence
Y. Niida, Y. Mitobe, Y. Watanabe
Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, 3, 750, 754, 2010年09月10日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Image measurements of three-dimensional shapes of solid objects and liquid free surfaces
Y. Mitobe, Y. Niida, Y. Watanabe
Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference, 3, 745, 749, 2010年09月10日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Adaptive Mesh Refinementによる高解像高速津波計算(海洋・災害,一般講演)
渡部 靖憲
日本流体力学会年会講演論文集, 2010, 0, 293, 293, 日本流体力学会, 2010年, ［査読有り］
日本語, Adaptive mesh refinement (AMR) is one of the powerful computational tools to enhance local computing resolution at less costs. In this paper, computational performances of AMR for tsunami simulations were examined through computational tests for long wave propagation initiated by collapse of the water column on still water in terms of the accuracy and computational cost. AMR was also applied to a practical tsunami evolution-2003 Tokachioki earthquake tsunami, which was compared with measured water elevation for examining the certainties of this method. It was found through the numerical tests that the present method is capable of efficiently performing reliable computations of tsunami propagation at high resolution. - Scarifying and fingering surfaces of plunging jets
Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe, David M. Ingram
COASTAL ENGINEERING, 56, 11-12, 1109, 1122, 2009年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - DYNAMIC EFFECTS OF SUSPENDED SEDIMENTS ON TURBULENT FLOWS OVER DUNES
CHICHIBU Kohtaro, WATANABE Yasunori, SHIMIZU Yasuyuki
Journal of hydroscience and hydraulic engineering, 27, 1, 1, 10, 2009年05月01日, ［査読有り］
英語 - Stochastic Models of Entranment and Advection of Air Bubbles under Jets
渡部 靖憲, 新井田 靖郎, 猿渡 亜由未, 佐伯 浩
土木学会論文集B2(海岸工学), 65, 1, 6, 10, Japan Society of Civil Engineers, 2009年
英語, Two-way stochastic subgrid bubble models to determine the number density and sizes of small air-bubbles entrained under circular jets and the advetion and diffusion process for Large Eddy Simulation (LES) are proposed in this paper. The proposing model has been applied to two simple air-water two phase flows - the bubble flow in still water as well as the aerated flow under circular jet flowing into still water. It was found that the bubble motion intensifies the turbulence, which enhances fluctuating bubble motion. This air-water energy tranfer via turbulent interaction is important factor to determine the near-surface fluid dynamics. - Fingering and fragmenting precesses of overtopping flip-through jets
渡部 靖憲, 石崎 真一郎
土木学会論文集B2(海岸工学), 65, 1, 11, 15, Japan Society of Civil Engineers, 2009年
英語, A flip-through overtopping jet evolves into laterally deintegrated jets, so-called finger jets, at an early stage of the wave uprush on a vertical wall. The finger jets are vertically stretched to fragment into small multiple droplets or sprays. In this study, these fingering and fragmenting processes were visualized, and the shapes of the jets and sprays were quantitatively measured on the basis of novel level-set image detecting algorithm. The evolution of the size distributions and water volume fractions for the both jets and sprays were characterized via spectrum image analysis. - 砕波フィンガージェットと飛沫の生成機構
猿渡亜由未, 渡部靖憲
混相流学会年会講演会論文集, 96, 97, 2009年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - LASER INDUCED FLUORESCENCE MEASUREMENTS OF CARBON DIOXIDE DISSOLUTION IN WAVE-BREAKING TURBULENCE
Yasunori Watanabe, Junichi Otsuka, Ayumi Saruwatari
COASTAL ENGINEERING 2008, VOLS 1-5, 51, +, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - SPRAYS AND FINGER JETS EVOLUTION FROM SPLASHING JETS
Ayumi Samwatari, Yasunori Watanabe
PROCEEDINGS OF COASTAL DYNAMICS 2009, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - TRANSITION FROM SPLASHING JETS TO FRAGMENTED FINGERS AND SPRAYS
Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
COASTAL ENGINEERING 2008, VOLS 1-5, 73, +, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - SPRAY SIZE DISTRIBUTIONS AT FLIP-THROUGH WAVE OVERTOPPING
Yasunori Watanabe, Shin-ichiro Ishizaki
PROCEEDINGS OF COASTAL DYNAMICS 2009, 2009年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Bioluminescenceによる波浪中の衝撃圧力分布計測法の開発へ向けた基礎的研究
渡部 靖憲, 田中 康文
海岸工学論文集, 55, 0, 846, 850, 土木学会, 2008年10月, ［査読有り］
日本語 - Flip-through型越波飛沫のサイズスペクトル
渡部 靖憲, 石崎 真一郎
海岸工学論文集, 55, 0, 76, 80, 土木学会, 2008年10月, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌） - 気泡・飛沫形状と移動速度の画像計測 : 水の波の砕波混相流のミクロ構造の画像計測
森 信人, 渡部 靖憲
ながれ : 日本流体力学会誌, 27, 4, 311, 320, 日本流体力学会, 2008年08月25日, ［査読有り］
日本語, 沿岸域の砕波帯などで見られる水面波の砕波は,時空間的に非定常かつ高速にマイクロスケールからセンチメートルスケールに渡る大きさの気泡や飛沫を多数発生させる.このような砕波により生成される気泡および飛沫の可視化計測法について解説を行う.砕波現象における計測では,非定常性が強いため,点計測で現象を捉えることは困難であり,管路や開水路の流れと比較して,画像処理による計測法が有効となる.ここではバックライト法とPTVを組み合わせ,断面2次元空間に投影した気泡や飛沫形状と速度を同時に計測する手法についての概要と精度について事例を挙げつつ解説を行い,砕波帯における気泡や飛沫など混相特性について解説を行う. - Infrared measurements of surface renewal and subsurface vortices in nearshore breaking waves
WATANABE Yasunori, MORI Nobuhito
J Geophys Res, 113, C7, C07015-C07015-21, 2008年07月22日, ［査読有り］
英語 - Infrared measurements of surface renewal and subsurface vortices in nearshore breaking waves
Yasunori Watanabe, Nobuhito Mori
Journal of Geophysical Research: Oceans, 113, 7, Blackwell Publishing Ltd, 2008年07月08日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Infrared measurements of surface renewal and subsurface vortices in nearshore breaking waves
Yasunori Watanabe, Nobuhito Mori
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-OCEANS, 113, C7, 2008年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Free-surface flows under impacting droplets
Watanabe Yasunori, Saruwatari Ayunii, Ingram David M.
Journal of Computational Physics, 227, 4, 2344, 2365, 2008年02月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - New imaging technique for measuring fluid and solid velocities in sand-laden flows over dunes in an open channel
K. Chichibu, Y. Watanabe, Y. Shimizu
RIVER, COASTAL AND ESTUARINE MORPHODYNAMICS: RCEM 2007, VOLS 1 AND 2, 1, 627, 632, 2008年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Irrotational, rotational and turbulent flows in breaking waves
Yasunori Watanabe, Ayumi Saruwatari
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 62, 72, 2007年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 衝撃砕波圧の発達メカニズムの解明に向けた基礎的研究
大塚 淳一, 田中 康文, 渡部 靖憲
海洋開発論文集, 23, 23, 195, 200, 公益社団法人 土木学会, 2007年
日本語, In this study, the mechanism to produce impact pressure on a wall under fresh water and sea water jets is experimentally investigated through water drop tests. The effects of entrapped air, which is a model of an air pocket formed at coastal structure under breaking waves, are also discussed. Higher impact pressure is found to occur under sea water jets rather than fresh water jet for all cases. It is also found that the entrapped air has a role to reduce the pressure maximal and to change peak frequencies of the impacts. New model to estimate variations of the impact pressure with coefficients determined through the experiments is proposed. It is roughly applicable to estimate the maximum pressure and the duration of the impacts under the jets. - 気泡の3次元画像計測法の開発とその検証
加島 寛章, 森 信人, 渡部 靖憲, 大塚 淳一
海岸工学論文集, 54, 54, 1466, 1470, 公益社団法人 土木学会, 2007年, ［査読有り］
A three-dimensional visualization method (3D-BTV) for bubble measurements was developed to measure bubble shapes and velocities in a liquid. The 3D-BTV method is based on the combination the 3D shadow graph method and 3D super resolution particle tracking velocimetry. The proposed method was verified by virtual experiments and the real measurements of air bubble motions in the water, respectively. In this study, it can be realized that The 3D-BTV method has capability to measure the both bubble shapes and motions in the 3D space with highly temporal-spatial resolution in comparison with the previous technique. - LES-Stochastic Two-Way Modelと波動境界層内の混相乱流
渡部 靖憲, 宮木 康裕, 猿渡 亜由未, 田中 康文, 大塚 淳一, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 54, 54, 36, 40, 公益社団法人 土木学会, 2007年, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, This paper presents a suspended-particle/liquid two-way coupling model integrated with conventional stochastic and subgrid stress models of a large eddy simulation. The model is applied to particle laden turbulent flows in a wave boundary layer developed over a flat sea bed for understanding dynamic effects of turbulence on the particle size, number density and the density. The turbulence intensification due to the presence of particles results in additional suspensions from the bed, featuring a recursive turbulence/suspension interaction process of the particle laden flow within the boundary layer. - Dynamics of the local free-surface and sub-surface vortex under splashing jet
Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
Proc. Int. Conf. Violent Flows (VF-2007), 315, 318, 2007年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 砕波に伴う流体への溶解炭酸ガス濃度計測
大塚 淳一, 日端 弾, 渡部 靖憲
海岸工学論文集, 54, 54, 51, 55, 公益社団法人 土木学会, 2007年, ［査読有り］
In this study, distributions of dissolved CO2 under breaking waves are experimentally measured using two-color Laser Induced Fluorescence (LIF). CO2 mainly dissolves on gas/water interfaces of the plunging waves and around bubbles entrained by successive plunging jets. vortices induced by the jets quickly diffuse downward the dissolved CO2 together with the bubbles. Undertow transport the dissolved CO2 offshoreward below the trough level for enhancing the CO2 concentration in a whole surf zone. - 自由水面をもつジェットの分裂分散モデル
猿渡 亜由未, 渡部 靖憲
海岸工学論文集, 54, 54, 66, 70, 公益社団法人 土木学会, 2007年, ［査読有り］
In this paper, a fragmentation model of jets with free-surfaces, describing evolution of the size spectra of sprays during the fragmentation process is developed. A 3-D large eddy simulation reproduces amplification of free-surface disturbances of the jets induced by the counter-rotating vortices and the resulting jetting flows splitting into fingers and sprays. It is found that a probability density of the finger or spray size can be described by a log-normal distribution, and its evolution depends on Weber number. The present fragmentation model is capable of predicting the volume fraction of the jets at arbitrary time after the inception of fragmentation. - 導水板構造物の長周期波エネルギー低減機構について
大島 香織, 森屋 陽一, 大塚 淳一, 渡部 靖憲
海岸工学論文集, 54, 54, 796, 800, 公益社団法人 土木学会, 2007年, ［査読有り］
Long-period waves are often trapped in a port and harbor, and cause disturbances of cargo handling and damages of mooring ropes for ships. A new type of long-period wave absorption structure which involves two oblique walls and a vertical slit between them has been developed for dissipate the waves. In this paper, through a large eddy computer simulation and visual experimental measurement, flow patterns and vortex structures formed with the proposing structure, depending on a relative structure length with incident wavelength, are investigated. The long-period waves are found to be reduced via a combination of energy exchanges to a pair of circulated flows trapped with in the structure and of energy dissipation due to turbulent jets formed at the slit. - 砕波混入気泡と大規模渦の計測(波浪・砕波・水表面での気体輸送(1),一般講演)
大塚 淳一, 渡部 靖憲
日本流体力学会年会講演論文集, 2007, 0, 47, 47, 日本流体力学会, 2007年, ［査読有り］
日本語, Breaking waves produce numbers of vortices through a jet splashing process and also entrain many air bubbles, forming complicated air-water two-phase turbulent flow field in a surf zone. In this research, a simultaneous velocity measurement technique of water and bubble flows in breaking waves is developed for characterizing water-bubble interactions within vortices in a surf zone. The bubbles and neutral buoyant tracers are separately recorded by two different digital video cameras on the basis of an optical filtering technique. It is found that bubble motion does not follow water flow in a vortex, and mean bubble velocity is always higher than water velocity in breaking waves. Bubble-induced turbulent energy is estimated to be less than 10% of total turbulent energy. - Application of three-dimensional hybrid stereoscopic particle image velocimetry to breaking waves
Yasunori Watanabe, Yoshiyasu Hideshima, Takaaki Shigematsu, Kohsei Takehara
MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, 17, 6, 1456, 1469, 2006年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Morphodynamic modeling of sand bar evolution under unsteady flow
K. Kobayashi, Y. Shimizu, S. Giri, Y. Watanabe
RIVER FLOW 2006, VOLS 1 AND 2, 1221, +, 2006年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - An Outline of Heavy Rainfall Disasters in Hidaka Region, Hokkaido Caused by Typhoon No. 10 in 2003
K. Hasegawa, T. Araya, T. Ogawa, S. Kikuchi, M. Kuroki, T. Komatsu, H. Saga, Y. Shimizu, O. Shimizu, H. Suzuki, Y. Suzuki, G. Tanaka, H. Tanaka, S. Tohma, M. Nakatsugawa, S. Hatta, Y. Murakami, T. Yamashita, T. Yamada, Y. Watanabe, Y. Watanabe, M. Fujita
Journal of Hydroscience and Hydraulic Engineering, 42, 1, 41, 56, 2006年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Numerical method to impose free-surface boundary conditions for local free-surface flows
Ayumi Saruwatari, Yasunori Watanabe
Advances in Hydro-science and -Eng., 7, 1860/732, 2006年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 砕波帯流体運動のLarge Eddy Simulationの底面境界条件依存性とTwo Layer Modelの適用
渡部靖憲, 樫野英之, 大島香織
海洋開発論文集, 21, 283, 288, 2005年
研究論文（学術雑誌） - 平成15年台風10号による北海道日高豪雨災害の概要について
長谷川 和義, 鈴木 洋之, 鈴木 優一, 田中 岳, 田中 仁, 藤間 聡, 中津川 誠, 八田 茂実, 村上 泰啓, 山下 俊彦, 山田 孝, 新谷 融, 渡邊 康玄, 渡部 靖憲, 藤田 睦博, 小川 長宏, 菊池 俊一, 黒木 幹男, 小松 利光, 嵯峨 浩, 清水 康行, 清水 収
水工学論文集, 49, 49, 427, 432, 公益社団法人 土木学会, 2005年, ［査読有り］
日本語, The typhoon No.10 hit the Pacific cost in Hokkaido on August 9 in 2003. The casualties were 10 killed and 3 wounded. The missing person has not been found yet. This typhoon gave the biggest damage by flood to Hokkaido in the last twenty years. In Saru River basin and Appetu River basin in Ilidaka region, serious damages, such as flooded house, house failure and bridge fall, occurred by this typhoon. Farmland and flood plain were covered for the large sediment.
In this paper, we will report an outline of heavy rainfall disasters of Hidaka region in Hokkaido by the typhoon No.10. We hope that the result of this investigation helps to clarify the mechanisms of the heavy rainfall disasters with hydrologic and hydraulic knowledge. - Three-dimensional vortex structures under breaking waves
渡部 靖憲, Saeki Hiroshi, Hosking Roger J.
Journal of Fluid Mechanics, 545, 545, 291, 328, Cambridge University Press, 2005年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - 赤外線リモートセンシングによる砕波帯表層曝気領域の現地観測
森 信人, 渡部 靖憲
土木学会論文集 = Proceedings of JSCE, 2004, 768, 101, 111, 土木学会, 2004年08月21日, ［査読有り］
日本語, 水表面で反射する太陽光による赤外線反射エネルギーの顕著な増加と砕波時の水表面の乱れより, 砕波帯では赤外線放射量が大きく変化する. 本論文では, 赤外線カメラを用いた砕波帯の現地観測を行い, 砕波帯表層における赤外線放射量の変化とその特徴について議論を行っている. 波の遷移と赤外線画像の変化の関係について調べ, 通過する波の位相と赤外線放射変化の特徴的なパターンや水表面の乱れと表面流速の時空間変化についての観測方法を提案している. 上記の検討により, 砕波帯において砕波により取り込まれた気泡が, 砕波後に水表面上に再浮上することにより生成される水表面の乱れの時空間変化を赤外線カメラにより可視化し, これらの変化を定量的に観測できることを明らかにしている. - 砕波に伴う熱放射線遷移と水面直下の縦渦構造の可視化
渡部 靖憲, 森 信人
土木学会論文集 = Proceedings of JSCE, 2004, 768, 89, 100, 土木学会, 2004年08月21日, ［査読有り］
日本語, 研究論文（学術雑誌）, この論文は, 赤外線放射線計測により砕波後の大規模渦構造を可視化する手法を提案すると共に, 水表面下の渦による流体混合及び乱れの発達に起因する水表面温度変化の時間, 長さスケール遷移について議論するものである. 砕波ジェットの着水直後に発生する counter-rotating 縦渦中の回転流体運動により水面の表層を覆う skin layer が破壊されその下の bulk 水隗が水面に現れるため, 水表面上の水温は水面下の渦構造を反映する. この波向き方向に軸を持つ縦渦はスパン方向に配列する構造を維持したまま沖向きに徐々に伸張され, 連続して到来する新たな砕波が skin layer を砕波点近傍まで輸送しこれを回復するまでの間に水面下の流体を混合する. - Bubble sizing and counting in a surf zone by an acoustic technique
Yasunori Watanabe, Yuji Yamauchi, Hiroshi Saeki
Asian and Pacific Coasts, 2003 - Proceedings of the 2nd International Conference, 2004年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 海氷移動によるコンクリート製海洋構造物の磨耗量の推定法と磨耗対策
竹内 貴弘, 中澤 直樹, 三上 隆, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 20, 20, 1223, 1227, 公益社団法人 土木学会, 2004年, ［査読有り］
日本語, Offshore structure made of concrete in ice-covered sea areas is likely to meet an abrasion due to sea ice movement, and needs to be a light weight because of long carriage for its installation. Therefore, it is necessary to determine the thickness of covered concrete with high accuracy. The method to estimate an amount and area of abrasion is shown in considering both local ice pressure distribution and change of water level due to tide. The way to reduce the abrasion is also proposed. - 三次元ＰＴＶを用いた係留漁船の動揺の現地観測
佐藤 典之, 渡部 靖憲, 秀島 賢保, 近藤 浩文, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 20, 20, 1305, 1310, 公益社団法人 土木学会, 2004年, ［査読有り］
日本語, The field measurement of moored ship motions is necessary to decrease troubles in cargo handling. But it was difficult to measure ship motions accurately by using accelerometer.
In this paper, a 3D PTV algorithm is applied to field observation of moored fishing boat motions. As a result, six-directional ship motions are measured accurately. This observation shows that heaving, rolling and pitching have only one energy peak which is the same period as energy peak of sea wave. Surging, swaying and yawing have two energy peaks, and the energy of peak in long period is higher than the energy of peak in short period. These two peaks are the same period as peaks of sea wave. - 砕波に伴う非回転流速場から回転流速場への遷移に関する研究
渡部 靖憲, 樫野 英之, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 51, 51, 101, 105, 公益社団法人 土木学会, 2004年, ［査読有り］
日本語, この論文では, 粘性, 乱れを考慮した波動下の流速場の数値計算結果を回転, 非回転流れに分離し, 砕波に伴う非回転流速場から回転流速揚への遷移について調べられている.砕波点を境に非回転運動エネルギーの一部は回転運動エネルギーへと遷移し, さらに小スケール乱れへとエネルギーを受け渡す.回転流れ中の歪み率は非回転流れのそれより非常に強く乱れ生成と密接な関係をもつため, 乱れを適当に考慮した砕波モデルを考える場合にはこの回転流れの評価が重要になる. - 三次元Super-Resolution PIV の開発と砕波下の混相流への適用
渡部 靖憲, 秀島 賢保, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 51, 51, 106, 110, 公益社団法人 土木学会, 2004年, ［査読有り］
日本語, この論文は, 低計算コスト, 高精度, 高解像度で三次元粒子速度を取得可能な三次元Super-Resolution PIVを提案し, 計測精度及びその粒子数依存性を検証し工学的問題への適用性について議論するものである.また, 大規模渦モデルの速度場における本PIVシステムの解析と数値試験の解析解との比較を行い, その実践的適用性を検証すると共に, 砕波後に生成された大規模渦が海底砂を巻き上げる際に形成される混相乱流に対してもこのPIV法を適用し, 砕波通過後の流体, 固体両相の三次元速度分布の時間変化について議論される. - 3-D EDDY STRUCTURE AROUND the BREAKWATER HEAD with WAVE OVERTOPPING
Masaya Kato, Yasunori Watanabe, Hiroshi Saeki
Proceedings of the Coastal Engineering Conference, 2003-, 1661, 1670, American Society of Civil Engineers (ASCE), 2003年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 広領域3次元PTVの大規模組織渦計測への適用
渡部 靖憲
可視化情報学会誌 = Journal of the Visualization Society of Japan, 22, 0, 383, 384, 社団法人 可視化情報学会, 2002年07月01日, ［査読有り］
日本語, Lagrangian fluid motion under breaking waves and settling motion of glass-particles released into a still water are measured by the 3D stereoscopic particle tracking velocimetry for a large domain (3DSPTV-LD). Since the 3DSPTV-LD dose not require to use a laser sheet for illuminating a single flow plane in a measur domain, it has an advantageous feature in engineering use -i.e. high applicability to 3D measurementsfor a large domain on less costs. In coastal engineering, the large-scale turbulence associated with a large-scale eddy structur, such as a separated vortex array around a structure, which futures three-dimensional behav-iora.is one of the crucial factors affecting sediment transport and stability of a structurc.The 3DSPTV-LD enables it to acquire the 3D large-scale Lagrangian motion over a wide area. - Velocity field after wave breaking
Y Watanabe, H Saeki
INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL METHODS IN FLUIDS, 39, 7, 607, 637, 2002年07月
英語, 研究論文（学術雑誌） - 波動場におけるブロック潜堤間隙内の三次元流体運動に関する実験的研究
重松孝昌, 渡部靖憲, 竹原幸生, 奥村悠樹, 小池敏也
土木学会・海岸工学論文集, 49, 1, 791, 795, 2002年
研究論文（学術雑誌） - Experimental Study on Benthic Fish Habitats in an Ice Covered River
T. Nogami, Y. Watanabe, M. Nakatsugawa, F. Nakamura, K. Kamura, H. Yamada, S. Tsuchiya, K. Watanabe, H. Iwase
Ice in the Environment: Proc. of the 16th IAHR International Symposium on Ice, Dunedin, International Association of Hydraulic Engineering and Research, 104, 110, 2002年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Field Experiments for Mitigation Benthic Fish Habitats in the Makomanai River
T. Nogami, Y. Watanabe, M. Nakatsugawa, F. Nakamura, K. Kamura, H. Yamada, S. Tsuchiya, K. Watanabe, H. Iwase
River Flow 2002, 541, 549, 2002年, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - 砕波遷移に伴う気泡生成特性変化とマイクロバブル量に関する研究
渡部 靖憲, 山内 悠司, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 49, 49, 106, 110, 公益社団法人 土木学会, 2002年, ［査読有り］
日本語, この論文は, 北海道石狩浜における現地実験 (2001.10.4) 及び室内実験を通して砕波帯に浮遊, 滞留する微細気泡量の岸沖分布を計測し, 水面の安定度に対する微細気泡生成の依存性を調べると共に, ハイドロフォンにより砕波下に発生した気泡音を受信することで, 気泡音の周波数解析を基本とした砕波後の生成気泡サイズ, 気泡数の時空間変化を特徴化し流体運動との関係を明らかにしようとするものである.さらに界面活性効果による気泡生成への依存性についても議論を行っている. - 直立堤堤頭部近傍の局所流体力特性
加藤 雅也, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 49, 49, 716, 720, 公益社団法人 土木学会, 2002年, ［査読有り］
日本語, ケーソン式混成堤の堤頭部では, 剥離を伴う複雑な三次元渦構造が形成されている. そのため, 堤頭部における被覆材の散乱は, 堤幹部における場合とは異なる複雑なメカニズムを有していると考えられる. 本研究では, 直立堤堤頭部周辺の流速場をLarge Eddy Simulationによりシミュレートし, 得られた水理量を用いて局所流体力特性の空間変動特性を調べた. その結果, 開口率の小さな中小規模港湾に対して現行設計法によりマウンド被覆材所要質量を算定した場合, 被覆材の質量が不足する可能性があることを示した. また, 堤頭部近傍では加速度の増幅効果によって, 慣性力の寄与が著しく大きくなる場合があることを明らかにした. - 波動乱流境界層の三次元化と乱流拡散に関する研究
渡部 靖憲, 松本 卓, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 49, 49, 76, 80, 公益社団法人 土木学会, 2002年, ［査読有り］
日本語, この論文は, 二次元乱流波動境界層の三次元遷移と海底地形変動機構について論じるものである.三次元的海底地形の顕著な例であるbrick-pattern砂漣の形成の原因となる二次元砂漣上の流れの三次元不安定から発達する有意な三次元組織渦構造が三次元Large Eddy Simulationによって計算され, 海底面から放出されるpassive scalar関数の移流拡散過程が調べられている.移動床実験による海底形状と乱れ剪断力の二次元波数スペクトル解析が行われ, 卓越波数の相関について議論される. - Large-eddy simulation of local flows around the head of a breakwater
Masaya Kato, Yuhki Okumura, Yasunori Watanabe, Hiroshi Saeki
Proceedings of the International Symposium on Ocean Wave Measurement and Analysis, 2, 1126, 1135, 2001年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Evolution of bubbly flow in the surf zone
Yasunori Watanabe, Junichi Ohtsuka, Hiroshi Saeki
Proceedings of the International Symposium on Ocean Wave Measurement and Analysis, 2, 992, 1001, 2001年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - Stability of armor units for a leeward mound of composite breakwaters
Tetsuya Hayakawa, Yasuji Yamamoto, Katsutoshi Kimura, Yasunori Watanabe
Proceedings of the International Symposium on Ocean Wave Measurement and Analysis, 2, 1755, 1762, 2001年
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 波浪・流速の数値解析の実海域への適用性に関する評価:3次元流体運動計算の高速化
渡部 靖憲, 加藤 雅也, 安原 幹雄, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 17, 17, 287, 292, 公益社団法人 土木学会, 2001年
The Multigrid method (MG) was applied to the 2D and 3D simulations for water waves on various topographies, and the efficiency in terms of computation speed was discussed in this paper. Purpose of this paper is to remove the limitation of computational costs for numerical investigations by introducing MG and to evaluate the availability of this numerical method for practical estimations in the actual wave field. The computational time and number of iteration that MG requires is quantitatively compared with the conventional Gauss-Seidel method (GS). It is found that the MG makes the computational time to save 90-95% for the two-dimensional simulation and 65-80 % for the three-dimensional simulation. Further improvement of the scheme is also discussed in this paper. - 浮沈式アイスブームの現地実験
佐伯 浩, 川合 邦宏, 渡部 靖憲, 橘 治国, 今泉 章, 松尾 優子
海洋開発論文集, 17, 17, 583, 587, 公益社団法人 土木学会, 2001年
This is a report on the results of experiments aimed to clarfy the optimal section form of sink-and-float type ice boom (SFIB) which may prevent SFIB from becoming buried in send when it sinks and on the results of in site tests at Saroma Lagoon which is located on the Okhotusk sea coast of Hokkaido. - 砕波帯内の3次元流速の実験的評価:拡張型3次元ステレオグラムPTVの開発と応用
奥村 悠樹, 渡部 靖憲, 加藤 雅也, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 48, 48, 96, 100, 公益社団法人 土木学会, 2001年
日本語 - Advanced numerical method for a practical simulation of water waves
Y Watanabe, M Kato, M Yasuhara, Y Okumura, H Saeki
PROCEEDINGS OF THE FIRST ASIAN AND PACIFIC COASTAL ENGINEERING CONFERENCE, VOLS 1 AND 2 (APACE 2001), 96, 105, 2001年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Three-dimensional measurements of fluid motion under waves
Y Watanabe, Y Okumura, M Kato, H Saeki
PROCEEDINGS OF THE FIRST ASIAN AND PACIFIC COASTAL ENGINEERING CONFERENCE, VOLS 1 AND 2 (APACE 2001), 126, 135, 2001年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Three-dimensional large-scale eddies of breaking waves
Yasunori Watanabe, Mikio Yasuhara, Hiroshi Saeki
Coastal Engineering 2000 - Proceedings of the 27th International Conference on Coastal Engineering, ICCE 2000, 276, 942, 952, 2000年12月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 実海域における砕波に伴う気泡生成及び連行特性
渡部 靖憲, 大塚 淳一, 安原 幹雄, 加藤 雅也, 王 毅, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 47, 47, 131, 135, 公益社団法人 土木学会, 2000年
日本語 - 直立堤堤頭部周辺の流動構造に関する3次元数値シミュレーション
加藤 雅也, 奥村 悠樹, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 47, 47, 776, 780, 公益社団法人 土木学会, 2000年
日本語 - 波動場に設置された水平板周辺の流動構造に関する数値シミュレーション
加藤 雅也, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 16, 16, 75, 80, 公益社団法人 土木学会, 2000年, ［査読有り］
The horizontal plate has usually been used for coastal and ocean structures, such as an upper slab of pier and a buffer structure around a bridge pier. And there have been also a lot of research on the use of horizontal plate for submerged breakwater against beach erosion and artificial sea bed for the fish-raising industry. Much effort has so far been devoted to the research of wave fields around a horizontal plate, especially about the impact force to pier and the wave deformation around submerged horizontal plate in terms of the design for the structure. However, the flow pattern around horizontal plate in a wave field has not been explicated. The current study has attempted to numerically analyze some of the wave fields around a horizontal plate. Based on the results of this study, this paper discusses the characteristics of the evolution process of fluid motion and eddy motion around a horizontal plate. - Evaluation of ice forces acting on sea bed due to ice scouring
S Kioka, Y Yasunaga, Y Watanabe, H Saeki
PROCEEDINGS OF THE 10TH (2000) INTERNATIONAL OFFSHORE AND POLAR ENGINEERING CONFERENCE, VOL I, 1, 749, 755, 2000年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - THREE-DIMENSIONAL LARGE EDDY SIMULATION OF BREAKING WAVES
WATANABE Yasunori, SAEKI Hiroshi
Coastal engineering journal, 41, 3, 281, 301, 1999年12月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - 後部パラペット堤の越波特性と背後マウンド部の安定性
早川 哲也, 木村 克俊, 林 忠志, 土井 善和, 渡部 靖憲
海洋開発論文集, 15, 15, 713, 717, 土木学会, 1999年, ［査読有り］
日本語, The high mound is sometimes constructed behind a composite breakwater in order to increase the sliding resistance and utilize the mound for an aquacultural purpose. The high mound must be covered by armor units with adequate weight to prevent from scattering by overtopping waves. However, the shallower is the submerged depth of the mound, the heavier become the armor units.
This study proposed a backward parapet as a countermeasure to reduce weight of armor units. A numerical simulation showed the difference in the velocity field behind the caisson between the backward and forward parapet. With the backward parapet, large-scale eddies were not observed and the velocity on the mound was slower than that of the forward parapet. Furthermore, hydraulic model tests showed that the stable weight was approximately 40% less than that of the forward parapet. - 後部パラペット堤の越波特性と背後マウンド部の安定性
早川 哲也, 木村 克俊, 林 忠志, 土井 善和, 渡部 靖憲
海洋開発論文集, 15, 713, 717, 土木学会, 1999年
The high mound is sometimes constructed behind a composite breakwater in order to increase the sliding resistance and utilize the mound for an aquacultural purpose. The high mound must be covered by armor units with adequate weight to prevent from scattering by overtopping waves. However, the shallower is the submerged depth of the mound, the heavier become the armor units.This study proposed a backward parapet as a countermeasure to reduce weight of armor units. A numerical simulation showed the difference in the velocity field behind the caisson between the backward and forward parapet. With the backward parapet, large-scale eddies were not observed and the velocity on the mound was slower than that of the forward parapet. Furthermore, hydraulic model tests showed that the stable weight was approximately 40% less than that of the forward parapet. - 氷盤下にトラップされた流出原油の氷盤中への滲透
大島 香織, 大塚 夏彦, 石川 博基, 高橋 伸次郎, 渡部 靖憲, 橘 治国, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 15, 15, 559, 564, 公益社団法人 土木学会, 1999年, ［査読有り］
Development of oil and gas deposits off Sakhalin's northern coast in the sea of Okhotsk are currently under way.An accident involving a spill of crude oil could be expected to affectthe environment and economy of the Hokkaido's Okhotsk coast.If the oil spill occurred in winter season due to the accidents of pipeline, oil tanker and oil rigs, spilled oil would be trapped under the ice floes. If the operation for recovery of spilled oil will be late, spilled oil under the ice floes will be trapped in the ice sheet. In this paper the authors report the behavior of spilled oil trapped under ice sheet and the permeation of spilled oil into ice sheet. - 衝撃砕波力の数値解析
渡部 靖憲, 松本 靖治, 早川 哲也, 王 毅, 大塚 淳一, 安原 幹雄, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 15, 15, 375, 380, 公益社団法人 土木学会, 1999年, ［査読有り］
When the overturning jet of broken wave hits a wall of coastal structure such as a breakwater, the impact force acts on the structure, which often give a great damage to the structure. Although there have been many reports on the impact force, little is known about the quantitative properties of the force and velocity fluctuation in time. In this paper, the plunging jet attacking to the structure was numerically solved by the direct numerical scheme with the high level of accuracy. The correlations between the surface profiles, the direction of fluid velocity and the pressure were also discussed through the investigations of spatial and temporal changes of them. - 大規模旋回渦, 斜行渦, 3次元砕波ジェットの生成及び発達機構
渡部 靖憲, 安原 幹雄, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 46, 46, 141, 145, 公益社団法人 土木学会, 1999年, ［査読有り］
日本語 - 越波に伴う渦生成, 高周波水位変動と伝達波に関する研究
渡部 靖憲, 王 毅, 早川 哲也, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 46, 46, 741, 745, 公益社団法人 土木学会, 1999年, ［査読有り］
日本語 - 流氷下に流出した原油の回収方法に関する基礎的研究
大島 香織, 宇佐美 宣拓, 高橋 伸次郎, 川合 邦広, 大塚 夏彦, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 14, 14, 435, 439, 公益社団法人 土木学会, 1998年
Development of oil and natural gas deposits off Sakhalin's northern coast on the Sea of Okhotsk are currently under way. Should an accident involving a spill of crude oil or other effluents occur during the development of the oil and natural gas deposits that is currently under way off the eastern coast of northern Sakhalin, it can be expected to have an impact on the environment and economy of the Hokkaido's Okhotsk Sea and Pacific Ocean coast. This paper describes the recovery method for spilled oil under ice floes through the systematic experiments. - 砕波の3次元Large Eddy Simulation
渡部 靖憲, 森 憲広, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 45, 45, 146, 150, 公益社団法人 土木学会, 1998年, ［査読有り］
日本語 - 砕波後のレイノルズストレス及び乱れエネルギー変化の特性
渡部 靖憲, 梅田 克史, 佐伯 浩
海岸工学論文集, 45, 45, 121, 125, 公益社団法人 土木学会, 1998年, ［査読有り］
日本語 - 混成堤における越波水の打ち込み特性と被覆材の安定性
早川 哲也, 渡部 靖憲, 鈴木 孝信, 木村 克俊, 土井 善和, 工藤 貴弘
海岸工学論文集, 45, 2, 691, 695, 土木学会, 1998年
日本語, 混成堤の基礎捨石マウンドは来襲波浪による散乱や変形を生じないように十分な重量を有する石やコンクリートブロックにより被覆される.防波堤港外側のマウンド被覆材については,谷本ら(1982)や高橋ら(1990)により十分な検討が行われており,設計波浪に対して適切な重量を算定することができる.また,近年では須藤ら(1995)により変形を許容した重量算定法も提案されており,マウンド機能を損なわない程度に重量を低減することができる.これに対して,港内側のマウンド被覆材については港外側重量の25～50%の値が経験的に使用されている.しかしながら,実際には被災事例は極めて少なく,条件によっては被覆工が省略でき工費の縮減が可能になると考えられる.さらに,図-1に示すように防波堤港内側の静穏域に浚渫土砂などの安価な資材を用い藻場造成を目的としたマウンド部を設け,水産生物の生息場として利用する計画がある.この場合,コンブ等が光合成を十分に行えるように,マウンド天端水深を4～5m程度とするため,越波水の打ち込みに対する被覆材の安定性の検討が重要な課題となる.そこで本研究では数値計算および水理模型実験により越波水の打ち込み特性と港内側マウンド被覆材の安定性についての検討を行った.これらの結果により被覆材の移動特性を明らかにするとともに安定重量の算定法を提案する. - Abrasion of various materials used in offshore structures due to a movement of ice sheet
Takashi Terashima, Fumihiro Hara, Kiyoshi Miyatake, Yasunori Watanabe, Hideki Honda, Hiroshi Saeki
Proceedings of the International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering - OMAE, 1998年01月01日 - Control and recovery of spilled oil by using ice boom
S Takahashi, K Ohshima, K Kawai, Y Watanabe, H Saeki
OIL AND HYDROCARBON SPILLS, MODELLING, ANALYSIS AND CONTROL, 333, 345, 1998年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 混成堤における越波水の打ち込み特性と被覆材の安定性
早川 哲也, 渡部 靖憲, 鈴木 孝信, 木村 克俊, 土井 善和, 工藤 貴弘
海岸工学論文集, 45, 45, 691, 695, 土木学会, 1998年, ［査読有り］
日本語, 混成堤の基礎捨石マウンドは来襲波浪による散乱や変形を生じないように十分な重量を有する石やコンクリートブロックにより被覆される.防波堤港外側のマウンド被覆材については，谷本ら(1982)や高橋ら(1990)により十分な検討が行われており，設計波浪に対して適切な重量を算定することができる.また，近年では須藤ら(1995)により変形を許容した重量算定法も提案されており，マウンド機能を損なわない程度に重量を低減することができる.これに対して，港内側のマウンド被覆材については港外側重量の25～50%の値が経験的に使用されている.しかしながら，実際には被災事例は極めて少なく，条件によっては被覆工が省略でき工費の縮減が可能になると考えられる.さらに，図-1に示すように防波堤港内側の静穏域に浚渫土砂などの安価な資材を用い藻場造成を目的としたマウンド部を設け，水産生物の生息場として利用する計画がある.この場合，コンブ等が光合成を十分に行えるように，マウンド天端水深を4～5m程度とするため，越波水の打ち込みに対する被覆材の安定性の検討が重要な課題となる.そこで本研究では数値計算および水理模型実験により越波水の打ち込み特性と港内側マウンド被覆材の安定性についての検討を行った.これらの結果により被覆材の移動特性を明らかにするとともに安定重量の算定法を提案する. - 戻り流れによる砂質底面の3次元的侵食への影響と砂の巻き上げ速度について
渡部 靖憲, 佐伯 浩, 森 憲広, 稲垣 啓
海洋開発論文集, 13, 13, 865, 870, 公益社団法人 土木学会, 1997年, ［査読有り］
The velocity field in a surf zone was experimentally investigated, and the effects of an undertow after wavebreaking on turbulence and wave motion are discussed. In order to reveal the mechanisms of sand suspension overthe bottom, the measurement of velocity distribution of sand transportation was tried by the particle imagevelocimetry.
It is important to understand the reciprocal relationship between turbulence caused by wave breaking anda cross-shore steady flow, such as a rip current or an undertow, as both of these are closely related to sedimentrolling up and cross-shore sediment transport. On the other hand, high-strain turbulent flows that have threedimensionallycoherent eddy structures with oblique vortexes are generated in a surf zone, and the steady flow isstrongly influenced by the three-dimensional vortexes generated at thistime. This study was designed to investigatethe three-dimensional characteristics of the velocity field and bed erosion in a surf zone, and the effects of undertowon them, of undertow on them, in order to clarify the mechanisms of fluid motion and the cross-shore sedimenttransport in this region. - 二重潜堤砕石の流氷による安定性について
早川 知子, 北村 泰介, 佐藤 正樹, 木下 千里, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 13, 13, 837, 842, 公益社団法人 土木学会, 1997年, ［査読有り］
It is cralified that doubly placed submerged break waters reduce the incident wave height effectively where the tidal range is small.
Coastal structures constracted in Ohotuku Sea coast of Hokkaido have been attacked by water waves and drifting ice floes. In this paper, the authors cralified the stability of armor stones on doubly placed submerged breakwaters whitch are attacked by waves and ice floes through systematic experiments. - Three-dimensional characteristics of velocity field and effects of undertow in a surf zone
Y Watanabe, N Mori
PROCEEDINGS OF THE SEVENTH (1997) INTERNATIONAL OFFSHORE AND POLAR ENGINEERING CONFERENCE, VOL III, 1997, 3, 247, 253, 1997年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Numerical analysis of breaking waves
Y Watanabe, H Saeki
HYDRAULIC ENGINEERING SOFTWARE VI, 385, 394, 1996年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - 砕波帯内における流れと流体の乱れに関する考察
渡部 靖憲, 森 憲広, 黒木 幹男, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 12, 12, 37, 42, 公益社団法人 土木学会, 1996年, ［査読有り］
Three-dimensional fluid velocity field in a surf zone was experimentally investigated to obtain spatial characteristics of mean flow, such as return current, and turbulence flow caused by wave breaking. It is possible that three-dimensional organized vorticities, generated after breaking, indirectly affect to mean flow and induce three-dimensional steady flow. In two-dimensional wave flume, return current contributes three-dimensionality of fluid motion in a surf zone. The effect of return current to a front bore is also investigated by the particle image velocimetry. - 杭構造物に作用する鉛直方向氷力の低減方法について
寺島 貴志, 中澤 直樹, 木岡 信治, 渡部 靖憲, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 11, 235, 239, Japan Society of Civil Engineers, 1995年 - 修正グリーン関数の波動場解析への適用性について
折橋 恒春, 渡部 靖憲, 浜中 建一郎
海洋開発論文集, 11, 11, 1, 6, 公益社団法人 土木学会, 1995年
For the problem of diffraction and radiation of water waves from an arbitrary shapcd body, John's Green function (1950) has been used by several authors. However this John's Green function seems to have a ill behavior when the problem solved numerically through discretization.In this paper we point out that this ill behavior is caused from the definition of delta function which is used by John, and propose a new Green function as a Modified Green function, and check the application of this Green function for wave field. - 砕波時の戻り流れの内部流速場への影響について
渡部 靖憲, 細川 裕希, 佐伯 浩
海洋開発論文集, 11, 11, 19, 24, 公益社団法人 土木学会, 1995年
The phisical characterristics of breaking wave are investigated in cases of permitting to occur the return current and compulsorily removing it.Breaking wave motion is complicated by variety factors and connecting them.Effective one of these factors is return current which have a large scale effect compair with other factors as viscosity, capiraly stress, and turbulent. Therefore it is very important to investigate how the return current affect to the inner velocity field at breaking.Since the fluid motion is temporally and spacially unsteady in the breaking zoon, the messurement of fluid motion should be carry out in the view of these aspects.In this paper, the inner velocity at breaking is spacially investigated by perticle image velocimeter.Especially, we could understand that the structure of fluid motion is sufferd by the return current. - 海氷盤を利用した冬期レクリエーションの安全性に関する研究
大久保 泰宏, 渡部 靖憲, 木岡 信治, 佐伯 浩林
海洋開発論文集, 11, 11, 283, 286, 公益社団法人 土木学会, 1995年
Nowadays people enjoy a variety of sports and recreations on frozen surfaces in winter. It is important to estimate the bearing capacity of an infinite ice sheet in order to ensure their safety. In this study, (1) we show in charts and graphs the estimated bearing capacity of ice sheets obtained by the deflection of ice sheets per unit load without breaking the ice; (2) we obtain an equation to calculate the bearing capacity of ice sheets with holes and indicate the results in charts; and (3) we describe in charts the critical traveling speed of loads moving on ice sheet when the bearing capacity is at minimum. - NUMERICAL STUDY ON THE ENERGY-LOSS AND THE WAVE ATTENUATION OVER THE RIPPLED BED
Y WATANABE, H SAEKI, K HAMANAKA
PROCEEDINGS OF THE FIFTH (1995) INTERNATIONAL OFFSHORE AND POLAR ENGINEERING CONFERENCE, VOL III, 1995-June, 64, 69, 1995年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Numerical analysis of oscillatory flow around a circular cylinder
Y. Watanabe, T. Orihashi, K. Hamanaka, Y. Sato
National Conference Publication - Institution of Engineers, Australia, 1, 93 pt 4, 229, 234, 1993年01月01日
研究論文（国際会議プロシーディングス） - 全天候バースにおける空気流動の特性
近藤よし郎, 渡部靖憲, 山上佳範, 杉岡一郎
海岸工学論文集, 39, 2, 1061, 1065, Japan Society of Civil Engineers, 1992年11月
日本語 - 海水と砂よりなる中詰材の凍結によるケーソン内圧の増加に関する実験的研究
石井千万太郎, 佐藤英泰, 折谷徳弘, 渡部靖憲, 佐伯浩, 山下俊彦
海洋開発論文集, 8, 195, 199, Japan Society of Civil Engineers, 1992年
日本語, Recently, caisson type structures have been employed as offshore structures in regions of extreme cold. As the liquid, sand or gravel filling proceeds, the caisson freezes and the internal pressure rises. It has previously been verified that this pressure rise, due to an increase of volume caused by ice growth, depends strongly upon the permiability coefficient of the sea ice forming within the sands and gravels. This paper deals with the variation of inner pressure in two kinds of model caissons due to ice growth. - DESCRIPTIVE AND ANALYTICAL EPIDEMIOLOGY OF PEPTIC-ULCER DISEASE IN JAPAN
Y WATANABE, K KAWAI
GASTROENTEROLOGIA JAPONICA, 26, 258, 261, 1991年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Large but variable particulate flux in the Antarctic Ocean and its significance for the chemistry of Antarctic water
Shizuo Tsunogai, Shinichiro Noriki, Koh Harada, Taro Kurosaki, Yasunori Watanabe, Masaru Maedaa
Journal of the Oceanographical Society of Japan, 42, 2, 83, 90, 1986年04月
研究論文（学術雑誌） - Adsorption-desorption control of phosphate in anoxic sediment of a coastal sea, Funka Bay, Japan
Y. Watanabe, S. Tsunogai
Marine Chemistry, 15, 1, 71, 83, 1984年08月
研究論文（学術雑誌） - Role of dissolved silicate in the occurrence of a phytoplankton bloom
Shizuo Tsunogai, Yasunori Watanabe
Journal of the Oceanographical Society of Japan, 39, 5, 231, 239, 1983年10月
研究論文（学術雑誌） - Calcium in the North Pacific water and the effect of organic matter on the calcium-alkalinity relation
Shizuo Tsunogai, Yasunori Watanabe
GEOCHEMICAL JOURNAL, 15, 2, 95, 107, 1981年
研究論文（学術雑誌）
その他活動・業績
- 泡沫がもたらす水面から空気への熱輸送加速効果の可視化
齋藤翔大, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 80, 2024年 - 平板に作用する海氷等の漂流物の衝突荷重特性およびその津波被害関数への適用の一考察
木岡信治, 竹内貴弘, 渡部靖憲, 土木学会論文集(Web), 79, 18, 2023年 - 渦-波相互作用を経た波浪変形
渡部靖憲, 飯山侑, 三戸部佑太, 土木学会論文集(Web), 79, 17, 2023年 - プロジェクターを用いた三眼視による面的水面形状計測
三戸部佑太, 飯山侑, 渡部靖憲, 土木学会論文集(Web), 79, 17, 2023年 - 白浜砕波面の三次元形状観測に向けた研究
粕谷有汰, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 79, 2023年 - 多周波ソナーによる気泡サイズと濃度の観測に向けた研究
中山晴生, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 79, 2023年 - フェッチ制限海域における白波被覆率推定モデルの比較
大和田宏太朗, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 79, 2023年 - 蒸発過程にある水滴周りの空気の温度変化の可視化法
齋藤翔大, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 79, 2023年 - 淡水, 海水の泡沫の崩壊を通した流体運動
渡部靖憲, 七澤梨花, 土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 78, 2, 2022年 - 風波生成時の3次元的水面形状の発達
渡部靖憲, 黒田晴希, 土木学会論文集 B2(海岸工学)(Web), 78, 2, 2022年 - Sharp Interface Modelのための二次精度圧力外挿計算の提案
土屋裕嵩, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 78, 2022年 - 泡沫のバースティング過程に関する基礎的研究
七澤梨花, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 78, 2022年 - 励振周波数に依存したFaraday波のスペクトル遷移
小嶋亮太, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 78, 2022年 - 波群集中に関する研究
小熊多佳史, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 78, 2022年 - 方向集中波による砕波過程に関する研究
藤澤蓮, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 78, 2022年 - 風波の三次元的水面変化の可視化計測
黒田晴希, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 78, 2022年 - Faraday波下の流速変動に関する研究
小嶋亮太, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 77, 2021年 - Sharp Interfaceモデルを用いた二層流流れの数値シミュレーション
土屋裕嵩, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 77, 2021年 - 流れ中の波群集中に関する研究
小熊多佳史, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 77, 2021年 - 砕波混入気泡および残留泡沫に対する界面活性効果
野中拓実, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 77, 2021年 - 浮上気泡の水面残留泡沫群の数値モデリング
渡邊健太, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 77, 2021年 - 波浪境界層内熱・運動量輸送のパラメタリゼーションと高潮高波災害評価
渡部靖憲, 京都大学防災研究所年報(Web), 64A, 2021年 - 日本周辺海域における台風に誘発される内部波振動モード
足立天翔, 猿渡亜由未, 宮武誠, 渡部靖憲, 混相流シンポジウム講演論文集(Web), 2019, ROMBUNNO.B212_0114 (WEB ONLY), 2019年
日本語 - 紋別港周辺における冬季海象イベント時の解析手法
早川健, 津田洋輔, 杉村一直, 石見翔汰, 渡部靖憲, 猿渡亜由未, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 75, ROMBUNNO.B‐07, 2019年01月
日本語 - 強風イベント時における日本海,太平洋での内部波振動モード
足立天翔, 猿渡亜由未, 宮武誠, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 75, ROMBUNNO.B‐06, 2019年01月
日本語 - 太平洋北西における爆弾低気圧に伴う高潮の要因別脆弱性評価
福原康平, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 75, ROMBUNNO.B‐04, 2019年01月
日本語 - Sediment suspension in violent breaking waves
Yasunori Watanabe, Ayumi Saruwatari, 12th European Fluid Mechanics Conference, 2018年09月
英語, 研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議） - 風波下の海面表層流れと海面温度との関係
渡部靖憲, 杉村一直, 猿渡亜由未, 日本混相流学会混相流シンポジウム, 2018, WEB ONLY, 2018年
日本語, 研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議） - 田辺中島高潮観測塔における2016年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一, 京都大学防災研究所年報. B = Disaster Prevention Research Institute Annuals. B, 60, 0, 664, 671, 2017年09月, ［査読有り］
京都大学防災研究所, 日本語 - ディスドロメータを用いた野外飛沫観測
岡地寛季, 山田朋人, 渡部靖憲, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 森信人, 馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 二宮順一, 内山雄介, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 73, ROMBUNNO.B‐04, 2017年02月
日本語 - 野外観測及び室内風洞実験による飛沫粒径分布の測定
岡地 寛季, 山田 朋人, 渡部 靖憲, 大塚 淳一, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 30, 0, 95, 95, 2017年, ［査読有り］
海面由来の砕破飛沫に着目した研究では，大気海洋間での運動量・熱交換に与える飛沫の影響が議論されている．現在，海面抵抗は風速が大きくなるにつれて増加するとされている．しかし風速30m/s以上の暴風下では発達した風波と海表面上に分布する砕破飛沫の影響により海面の抵抗が著しく低下-若しくは一定になるという提案がある．砕破飛沫は蒸発することで周りの大気から潜熱を奪う冷却効果を持つ．潜熱を吸収し温度上昇した飛沫が海面に落下することで海面水温を上昇させる．このプロセスにより飛沫が大気海洋間の熱交換に影響を与える．この過程を解明するために飛沫観測する必要があるが，暴風雨下では降雨を伴うため飛沫の物理過程の解明は困難である．一方で雨滴に着目をすると，海洋及び陸での降雨観測は地球全体の水循環を把握するために不可欠である．しかし海洋観測では降雨のみならず砕破飛沫の混合が考えられる．そのため飛沫及び降雨の研究において両者を分類することは不可欠である．本研究では和歌山県田辺湾沖での雨滴及び砕破飛沫の直接観測と砕破飛沫の室内風洞実験を試みた．
野外観測では雨滴と砕破飛沫の混合したデータから両者を分類し，砕破飛沫の粒径分布を抽出した．また降雨時の粒径分布では風速の増加と共に飛沫の影響と考えられる1mm以下の粒径を持つ粒子数の増加が確認できた．室内実験からは風速が増加するに連れて粒子数の増加，体積の増加，運動量交換に寄与する抵抗係数の減少が確認できた．, 水文・水資源学会, 日本語 - 2014年根室高潮災害報告
渡部 靖憲, 猿渡 亜由未, 北海道地区自然災害科学資料センター報告 = Bulletin of the Natural Disaster Science Data Center, Hokkaido, 29, 23, 34, 2016年03月, ［査読有り］
北海道地区自然災害科学資料センター (北海道大学大学院工学研究院), 日本語 - 底面に冷熱源を持つ回転水槽実験における回転初期の遷移過程と高さ依存性
一瀬輪子, 北野慈和, 山田朋人, 渡部靖憲, 泉典洋, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 72, 2016年 - ディスドロメータを用いた強風下での飛沫観測
岡地 寛季, 山田 朋人, 渡部 靖憲, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 森 信人, 馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 二宮 順一, 内山 雄介, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 29, 0, 35, 35, 2016年
地球温暖化に伴う海面の上昇は，台風の頻度と強度，及び他の極端現象と関係を有する．既往研究は，海上に生じる飛沫が台風の発達に寄与することを示した．しかし飛沫の影響及び発生メカニズムは不明点があり，現在広く使用されている気象モデル及び天気予報には飛沫の影響は考慮されていない．そこで発表者らは飛沫の正確な観測データから解析を行い不明点を解明するべく，ピストン式造波装置付き水路を用いた風洞実験を行っている．しかし実験室スケールの実験は台風のスケールと異なるので，台風を直接観測したデータを利用して比較解析する必要がある．本研究は発表者らによる和歌山県近郊の田辺湾に設置した飛沫の粒径観測の結果をレポートするものである．今回の使用した観測機器パーシベルは本来雨滴観測用に用いられる観測機器であるが，観測粒径範囲が他の観測機器より比較的大きいため今回の観測に利用した．上記の発表者らの観測地では，2015年の台風イベント発生時において，1.5~5.510mm粒径の飛沫が観測された．発表時には，観測地に基づく強風下における飛沫と風速の関係を議論する．, 水文・水資源学会, 日本語 - 田辺中島高潮観測塔における2016年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一, 京都大学防災研究所年報, 60, 664, 671, 2016年, ［査読有り］
京都大学防災研究所, 日本語 - 0327 砕波の自由水面遷移
渡部 靖憲, 流体工学部門講演会講演論文集, 2015, "0327, 1"-"0327-2", 2015年11月07日
When a wave-breaking jet plunges onto the forward wave trough, three-dimensional organized free-surface flows with longitudinal counter-rotating vortices are organized at the plunging location. The finger jets are induced through free-surface entrainment by the vortices beneath the surface. The surface tension destabilize the jets to form multiple droplets. Fundamental features of the series of free-surface deformation during the wave breaking process are studied on the basis of numerical computations and laboratory experiments., 一般社団法人日本機械学会, 日本語 - ディスドロメータを用いた飛沫粒径分布の風速及び高度依存性
岡地寛季, 山田朋人, 渡部靖憲, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 二宮順一, 内山雄介, 森信人, 地球環境シンポジウム講演集, 23rd, 149, 150, 2015年09月02日
日本語 - 海氷群を伴う津波の陸上遡上による被害想定の研究概要(海氷の衝突破壊・挙動および陸上遡上の実験/数値シミュレーションの試み)
木岡信治, 竹内貴弘, 渡部靖憲, 混相流, 29, 2, 124, 131, 2015年06月15日
East coasts of Hokkaido, facing Okhotsk Sea and Pacific Ocean, are covered by sea ice drifted from northern Okhotsk Sea in late January through early of March. When tsunami occurs during the term and arrives at the ice-covered coasts, the disaster risks are significantly increased since ice floes carried by run-up tsunami can extend the possible damages through distinct dynamic behaviors occurring in ice-floe-laden flows; that is, forming pile-ups and jams of the ice floes, and enhancing ice and hydraulic forces. In this paper, features of the previous damages to residences and infrastructures by sea ice for the 1952 Tokachi-oki tsunami and the 2011 Tohoku tsunami are firstly discussed for charactering the ice-structure interactions. The fracture mechanisms of the ice floes colliding to structures during jamming and piling-up processes are identified on the basis of model experiments as well as numerical computations using a 3D Distinct Element Method. We also find structures with openings, such as windows and space between columns, induce ice jams and pile-ups and dam up the run-up flows, resulting in downstream water level rise and thus significant increase of hydraulic pressure acting on the structure, which indicates the increased risks expected in urban area., THE JAPANESE SOCIETY FOR MULTIPHASE FLOW, 日本語 - 底面の加熱および冷却を伴う回転流体水槽実験
一瀬輪子, 山田朋人, 北野慈和, 渡部靖憲, 泉典洋, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 71, 2015年 - P236 底面からの加熱及び冷却を伴う回転水槽実験(ポスターセッション)
北野 慈和, 一瀬 輪子, 山田 朋人, 渡部 靖憲, 泉 典洋, 大会講演予講集, 107, 267, 267, 2015年, ［査読有り］
日本気象学会, 日本語 - 田辺中島高潮観測塔における2015年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一, 京都大学防災研究所年報, 59, 431, 437, 2015年, ［査読有り］
This paper shows some results of a field observation carried out in the summer of 2015. The vertical profiles of currents and water temperature have been measured as well as wave and wind conditions, and salinity observations have been carried out at the observation tower of Shirahama Oceanographic Observatory. In the summer in 2015, no typhoon approached around the observation site, and the high wave and strong wind conditions have not been captured during the observation. Several short-term rainfalls due to front and low pressure occurred, and it is reported that local areas in Shirahama town and neighboring towns suffered some damages with windblasts from late August to early September. It is found in the observation results of water temperature that the temporal variations of water temperature have a period of 3 to 6 days in the deeper layers like 20m deep and 30m deep. The cyclical fluctuation of water temperature at 30m deep has opposite phase to the fluctuation of salinity. This result means that low temperature and high salinity water approaches to the observation site periodically and that some influences of the water mass of the open sea exist., 京都大学防災研究所, 日本語 - 強風下に伴う混合気液界面の熱画像計測
田代晃基, 渡部靖憲, 山田朋人, 大塚淳一, 大山高弘, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 70, ROMBUNNO.B-65, 2014年02月
日本語 - 風洞水槽における有義波高の影響を考慮した鉛直風速分布に関する考察
大山高弘, 山田朋人, 渡部靖憲, 大塚淳一, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 70, ROMBUNNO.B-64, 2014年02月
日本語 - 内部ケルビン波の砕波により誘起される水平循環
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 柿沼太郎, 大塚淳一, 渡部靖憲, 駒井克昭, 清水健司, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 70, 2014年 - 田辺中島高潮観測塔における2014年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一, 京都大学防災研究所年報, 58, 315, 320, 2014年, ［査読有り］
This paper shows some results of a field observation carried out in the summer of 2014. The vertical profiles of currents and water temperature have been measured as well as wave and wind conditions, and salinity and dissolved oxygen level observations have been carried out at the observation tower of Shirahama Oceanographic Observatory. In the summer in 2014, a total of 4 typhoons (No.11, No.12, No.18 and No.19) approached to the Kii peninsula, and the high wave and strong wind conditons due to 2 typhoons (No.18 and No.19) have been captured during the observation. When the typhoons passed around the observation site, the high wave and strong wind occurred. However, the observation data of 2014 doesn't have clear shift of water temperature and salinity like the one by the typhoon No.18 in 2013. On the other hand, it is repeatedly found in the observed data that the reduction of water temperature and the increase of salinity happened simultaneously. This result indicates that the water temperature and the salinity around the observation site have some influence of the water mass of the open sea., 京都大学防災研究所, 日本語 - Computational wave dynamics
Hitoshi Gotoh, Akio Okayasu, Yasunori Watanabe, Computational Wave Dynamics, 1, 234, 2013年01月01日
その他 - Preface
Hitoshi Gotoh, Akio Okayasu, Yasunori Watanabe, Computational Wave Dynamics, v, vii, 2013年01月01日
その他 - 田辺中島高潮観測塔における2013年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 京都大学防災研究所年報, 57, 455, 461, 2013年, ［査読有り］
This paper shows some results of a field observation carried out in the summer of 2013. The vertical profiles of currents and water temperature have been measured as well as wave and wind conditions, and salinity and dissolved oxygen level observations have been carried out at the observation tower of Shirahama Oceanographic Observatory. During the observation, one typhoon (No.18, MAN-YI) approached to the Kii peninsula. When the typhoon passed around the observation site, the vertical mixing develops well, and water temperature at all measurement points show almost uniform distributions. It is also found during the typhoon passing that coastal upwelling through the Ekman transport happened clearly due to continuous southward wind. An EOF analysis decomposes the water temperature variation during the typhoon passing into 1) the increase and decease of water temperature and 2) the magnitude of the temperature difference in the vertical direction., 京都大学防災研究所, 日本語 - 2011東北地方太平洋沖地震津波の北海道への来襲
渡部 靖憲, 北海道地区自然災害科学資料センター報告, 25, 0, 3, 22, 2012年03月, ［査読有り］
北海道大学大学院工学研究科北海道地区自然災害科学資料センター, 日本語 - 異なる成層場における内部ケルビン波の斜面上での砕波
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 丸谷靖幸, 岡田知也, 渡部靖憲, 土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 68, 2012年 - 内部ケルビン波の砕波により発生する流れに関する研究
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 大塚淳一, 岡田知也, 渡部靖憲, 丸谷靖幸, 土木学会年次学術講演会報告集, 67, II-055, 2012年
日本語, 研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議） - 強風下における微細飛沫生成・輸送過程の数値計算法の開発
阿部伸弘, 猿渡亜由未, 渡部靖憲, 論文報告集, 土木学会北海道支部, 66, B-46, 2010年
日本語 - 広領域3次元PTVの大規模組織渦計測への適用
渡部 靖憲, 可視化情報学会誌, 22, 1, 383, 384, 2002年, ［査読有り］
Lagrangian fluid motion under breaking waves and settling motion of glass-particles released into a still water are measured by the 3D stereoscopic particle tracking velocimetry for a large domain (3DSPTV-LD). Since the 3DSPTV-LD dose not require to use a laser sheet for illuminating a single flow plane in a measur domain, it has an advantageous feature in engineering use -i.e. high applicability to 3D measurementsfor a large domain on less costs. In coastal engineering, the large-scale turbulence associated with a large-scale eddy structur, such as a separated vortex array around a structure, which futures three-dimensional behav-iora.is one of the crucial factors affecting sediment transport and stability of a structurc.The 3DSPTV-LD enables it to acquire the 3D large-scale Lagrangian motion over a wide area., 社団法人 可視化情報学会, 日本語 - 波動場におけるブロック潜堤間隙内の三次元流体運動に関する実験的研究
重松 孝昌, 渡部 靖憲, 竹原 幸生, 奥村 悠樹, 小池 敏也, 海岸工学論文集, 49, 49, 806, 810, 2002年, ［査読有り］
従来, 測定が困難であった多孔質構造物間隙内の三次元流体運動を計測するシステムの構築を行っている. 構造物と流体の屈折率を調整することにより, 物体背後の構造物および流体を視認することができ, さらに, 拡張型三次元ステレオグラムPTV流速計測システムを用いることにより, 間隙内流体運動の計測が可能になっている. 新たに中立粒子の開発も行っている. 構築したシステムを用いて, 波動場におけるテトラポッド潜堤の間隙流体運動の計測を行い, 三次元流速分布および乱れエネルギーの空間分布について考察している., 公益社団法人 土木学会, 日本語
書籍等出版物
- Dynamics of water surface flows and waves
Watanabe, Yasunori
CRC Press, 2022年, 9780367690427, xv, 279 p., 英語 - Computational Wave Dynamics (Advanced Series on Ocean Engineering)
Hitoshi Gotoh, Akio Okayasu, Yasunori Watanabe
World Scientific Pub Co Inc, 2013年06月04日, 9814449709, 234
- Asian and Pacific Coasts 2003 (with CD-ROM) : Proceedings of the 2nd International Conference, Makuhari, Japan 29 February - 4 March 2004
Yoshimi Goda, Wataru Kioka, Kazuo Nadaoka
World Scientific Pub Co Inc, 2004年04月, 9812385584, 304
講演・口頭発表等
- 田辺中島高潮観測塔における2016年夏季観測結果
馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 内山雄介, 森信人, 渡部靖憲, 山田朋人, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 二宮順一
京都大学防災研究所年報(CD-ROM), 2017年09月, 日本語 - ディスドロメータを用いた野外飛沫観測
岡地寛季, 山田朋人, 渡部靖憲, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 森信人, 馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 二宮順一, 内山雄介
土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 2017年02月, 日本語 - 野外観測及び室内風洞実験による飛沫粒径分布の測定
岡地 寛季, 山田 朋人, 渡部 靖憲, 大塚 淳一
水文・水資源学会研究発表会要旨集, 2017年, 日本語
海面由来の砕破飛沫に着目した研究では，大気海洋間での運動量・熱交換に与える飛沫の影響が議論されている．現在，海面抵抗は風速が大きくなるにつれて増加するとされている．しかし風速30m/s以上の暴風下では発達した風波と海表面上に分布する砕破飛沫の影響により海面の抵抗が著しく低下-若しくは一定になるという提案がある．砕破飛沫は蒸発することで周りの大気から潜熱を奪う冷却効果を持つ．潜熱を吸収し温度上昇した飛沫が海面に落下することで海面水温を上昇させる．このプロセスにより飛沫が大気海洋間の熱交換に影響を与える．この過程を解明するために飛沫観測する必要があるが，暴風雨下では降雨を伴うため飛沫の物理過程の解明は困難である．一方で雨滴に着目をすると，海洋及び陸での降雨観測は地球全体の水循環を把握するために不可欠である．しかし海洋観測では降雨のみならず砕破飛沫の混合が考えられる．そのため飛沫及び降雨の研究において両者を分類することは不可欠である．本研究では和歌山県田辺湾沖での雨滴及び砕破飛沫の直接観測と砕破飛沫の室内風洞実験を試みた．
野外観測では雨滴と砕破飛沫の混合したデータから両者を分類し，砕破飛沫の粒径分布を抽出した．また降雨時の粒径分布では風速の増加と共に飛沫の影響と考えられる1mm以下の粒径を持つ粒子数の増加が確認できた．室内実験からは風速が増加するに連れて粒子数の増加，体積の増加，運動量交換に寄与する抵抗係数の減少が確認できた． - 田辺中島高潮観測塔における2015年夏季観測結果
馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 内山雄介, 森信人, 渡部靖憲, 山田朋人, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 二宮順一
京都大学防災研究所年報(CD-ROM), 2016年09月, 日本語 - 田辺中島高潮観測塔における2016年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一
京都大学防災研究所年報, 2016年, 日本語 - 田辺中島高潮観測塔における2015年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一
京都大学防災研究所年報, 2015年, 日本語
This paper shows some results of a field observation carried out in the summer of 2015. The vertical profiles of currents and water temperature have been measured as well as wave and wind conditions, and salinity observations have been carried out at the observation tower of Shirahama Oceanographic Observatory. In the summer in 2015, no typhoon approached around the observation site, and the high wave and strong wind conditions have not been captured during the observation. Several short-term rainfalls due to front and low pressure occurred, and it is reported that local areas in Shirahama town and neighboring towns suffered some damages with windblasts from late August to early September. It is found in the observation results of water temperature that the temporal variations of water temperature have a period of 3 to 6 days in the deeper layers like 20m deep and 30m deep. The cyclical fluctuation of water temperature at 30m deep has opposite phase to the fluctuation of salinity. This result means that low temperature and high salinity water approaches to the observation site periodically and that some influences of the water mass of the open sea exist. - 暴風雨下における液滴効果を加味した海面粗度パラメタリゼーション
大山高弘, 山田朋人, 渡部靖憲, 猿渡亜由未, 大塚淳一, 田代昇基
土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 2015年01月, 日本語 - 田辺中島高潮観測塔における2013年夏季観測結果
馬場康之, 水谷英朗, 久保輝広, 内山雄介, 森信人, 渡部靖憲, 山田朋人, 猿渡亜由未, 大塚淳一
京都大学防災研究所年報(CD-ROM), 2014年09月, 日本語 - 内部ケルビン波の砕波により誘起される水平循環
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 柿沼太郎, 大塚淳一, 渡部靖憲, 駒井克昭, 清水健司
土木学会北海道支部論文報告集(CD-ROM), 2014年02月, 日本語 - 田辺中島高潮観測塔における2014年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一, 二宮 順一
京都大学防災研究所年報, 2014年, 日本語
This paper shows some results of a field observation carried out in the summer of 2014. The vertical profiles of currents and water temperature have been measured as well as wave and wind conditions, and salinity and dissolved oxygen level observations have been carried out at the observation tower of Shirahama Oceanographic Observatory. In the summer in 2014, a total of 4 typhoons (No.11, No.12, No.18 and No.19) approached to the Kii peninsula, and the high wave and strong wind conditons due to 2 typhoons (No.18 and No.19) have been captured during the observation. When the typhoons passed around the observation site, the high wave and strong wind occurred. However, the observation data of 2014 doesn't have clear shift of water temperature and salinity like the one by the typhoon No.18 in 2013. On the other hand, it is repeatedly found in the observed data that the reduction of water temperature and the increase of salinity happened simultaneously. This result indicates that the water temperature and the salinity around the observation site have some influence of the water mass of the open sea. - 田辺中島高潮観測塔における2013年夏季観測結果
馬場 康之, 水谷 英朗, 久保 輝広, 内山 雄介, 森 信人, 渡部 靖憲, 山田 朋人, 猿渡 亜由未, 大塚 淳一
京都大学防災研究所年報, 2013年, 日本語
This paper shows some results of a field observation carried out in the summer of 2013. The vertical profiles of currents and water temperature have been measured as well as wave and wind conditions, and salinity and dissolved oxygen level observations have been carried out at the observation tower of Shirahama Oceanographic Observatory. During the observation, one typhoon (No.18, MAN-YI) approached to the Kii peninsula. When the typhoon passed around the observation site, the vertical mixing develops well, and water temperature at all measurement points show almost uniform distributions. It is also found during the typhoon passing that coastal upwelling through the Ekman transport happened clearly due to continuous southward wind. An EOF analysis decomposes the water temperature variation during the typhoon passing into 1) the increase and decease of water temperature and 2) the magnitude of the temperature difference in the vertical direction. - 内部ケルビン波の砕波により発生する流れに関する研究
小窪一毅, 中山恵介, 新谷哲也, 大塚淳一, 岡田知也, 渡部靖憲, 丸谷靖幸
土木学会年次学術講演会講演概要集(CD-ROM), 2012年08月01日, 日本語
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 異常海象下の砕波が与える海岸災害インパクト
科学研究費助成事業
2023年04月01日 - 2028年03月31日
渡部 靖憲, 猿渡 亜由未, 新井田 靖郎, 二宮 順一, 馬場 康之, 大塚 淳一, 志村 智也, 内山 雄介, 森 信人
タスク1：暴風下における沿岸砕波過程を通した大気―海洋相互作用：（1-1）高速風洞実験：最大風速35m/sを超える強風場での波浪実験が可能な既存の大型風洞水槽底部から照明を照射できるよう底部に透明ガラスを設置し，Diffusive Light Photographyによって水面の面的形状を計測する準備を行った．これによりレーザー干渉技術と同期させ，放出飛沫のサイズ分布と飛沫速度に加え，飛沫放出のソースとなる波面のスピュームの発生を同定可能となる．
タスク2：砕波組織渦による海底，前浜，壁面での底質浮遊と飛沫放出：（2-1）造波実験：前浜の波浪の遡上過程，面的水面変動をLaser Induced Fluorescence法により計測する基礎技術を開発した．また，波面下の３次元流速分布を高解像度で計測するため，Super-resolution PIVを開発し，精度検証を行った．（2-2）数値実験：砕波帯，前浜で顕著となる多分散性浮遊砂群の３次元的組織渦構造への影響をモデル化するため，新たにモーメント法を導入し，沈降粒子群の粒度分布の特徴を調査した．任意形状の防波堤及び消波ブロックとの波浪との相互作用の解析を可能とするGhost cell法を既存の砕波乱流モデルに導入し，消波ブロックの間隙内部で発達する乱流を再現可能となった．
タスク3：異常海象時の災害評価：（3-1）海象観測：和歌山県白浜町田辺中島高潮観測塔および北海道氷海展望塔オホーツクタワーにおいて，台風および爆弾低気圧の来襲に対する海洋応答を観測した．新たな白波波峰長抽出技術の開発により波浪エネルギー散逸の時間変化を見積もると同時に，３次元スペクトル解析によって白波の時空間スケールの取得が可能となった．
日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 23H00191 - 全球および領域統合モデルを用いた極端沿岸災害の確率情報と可能最大強度の計量化
科学研究費助成事業
2023年04月01日 - 2027年03月31日
森 信人, 馬場 康之, 渡部 靖憲, 竹見 哲也, 二宮 順一, 志村 智也, 宮下 卓也, 豊田 将也, 福井 信気, 今井 優樹
本年度は以下の3項目について，計画に沿った成果を得た．
項目A 「台風の現地観測」大気海洋境界面における運動量・熱交換のパラメタリゼーション定量化のために詳細な運動量・熱交換過程の観測，漂流ブイによる台風目近傍の観測，最新の衛星データ収集・解析を実施した．項目Bで定量化する大気海洋境界面のパラメタリゼーションのため，高風速をターゲットに大気・海洋観測塔（京都大学海洋観測塔）を用いた集中観測を実施した．既存の設備を最大限生かし，通過する台風の気温・水温，風速，長波短波放射等の大気・海洋間の高精度計測を実施し，運動量・熱フラックス等の詳細データを得た．風付近の波浪，海面水温等の測定が可能な漂流ブイを多数投入し，30m/s以上の高風速のデータの収集を実施した．
項目B 「全球と領域の大気・海洋・高潮・波浪統合モデル開発」
本年度は，運動量・熱交換のパラメタリゼーションの理論再構築を実施した．波浪境界層理論をもとに風速と波浪の方向スペクトルを説明変数として考え，交換量のバルク式について理論的な枠組みを再構築について着手した．
項目C 「極端沿岸ハザード評価」月平均の気候値から台風・高潮・高波の可能最大値を推定する可能最大ハザードモデルを開発した．
日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 23H00196 - 沿岸巨大波の実験的証明
科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
2022年10月07日 - 2026年03月31日
渡部 靖憲
タスク１ 水深変化，流れを伴う沿岸域における空間集中巨大波
申請者が開発した流れ中の波浪集中理論を数値的造波信号に変換するアルゴリズムを開発した．これをもって，エジンバラ大学所有の大型実験施設FloWaveにおいて，沿岸域で波浪伝播の特徴である水深変化及び流れによる浅水変形を伴う分散性波群の空間集中を発生させ，アルゴリズムの妥当性を検証した．国内研究者５名全員及び海外研究者２名によってFloWaveにおいて実証実験を行った．はじめに，発生させる流れの水平流速の鉛直分布を水槽全面に渡ってAcoustic Doppler Velocimeterによって計測し，流れパラメータを確定させた．流れなしでの巨大波生成は理論と矛盾なく成功し，大規模波浪集中を実証した一方，高速流れ中では集中距離及び時間が変動し，さらなる検討が必要であることが判明した．各地点における水位変動分布及び撮影画像を国内の研究機関に持ち込み，分析を行い，周波数，波数遷移と増幅率の関係を調査した．高速流れにおける集中位置の理論との差異が，造波信号作成プログラムにおけるバグであることを明らかにし，修正を行った．
タスク２ 交差波間の非線形エネルギー輸送を経た非線形集中巨大波
多方向からの集中波群を１点の集中地点において巨大波を生成する理論を，波数の経路積分に対するフェルマーの原理から解析し，多項式近似を行って時間変動する初期造波角度を与えるアルゴリズムを開発し，数値実験からその妥当性を検証した．この理論に基づいた造波信号生成プログラムを作成した．
日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 北海道大学, 22KK0057 - 冬季爆弾低気圧下の未発達波浪場における海表面熱，湿度輸送モデル
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
2022年04月01日 - 2025年03月31日
猿渡 亜由未, 渡部 靖憲
本研究では冬季爆弾低気圧の通過経路頻度の高い北海道オホーツク海沿岸の紋別市オホーツクタワーにおける気象海象連続観測に基づく大気海洋間輸送フラックスの海面状態への依存性を明らかにすることを目指して研究を継続している．
2023年度は海面画像を取得するために2022年度に新たに設置した2台のウェブカメラの撮影条件並びにキャリブレーション方法の改善を行った．更に1組の画像ペア間での画像相関点の計算法に大幅な修正を加えることにより，2022年度は概形の推定にとどまっていた暴波浪時の白波波面の３次元形状をより詳細に取得することに成功した．２つの画像から求められた個別の波の三次元波面形状（波高，波速）は，オホーツクタワーから18 km東に位置する全国港湾海洋波浪情報網（ナウファス）の紋別（南）観測点における統計波浪観測データと矛盾しない結果となっており，本研究で開発したカメラ画像を元にした三次元白波波面形状測定法の有用性を示すことができた．2023年度は共同研究者が主導する他の研究プロジェクトにおいて，オホーツクタワーの水面下に新たな水中観測器として波高計並びに水温計の設置を行い，これらにより取得されたデータを本研究のためにも用いることで同意を得ている．これまで観測結果の解析には紋別（南）ナウファスデータの浅水変形を考慮した換算値から波高データを用いていたが，同一地点での大気海洋データ同士の直接比較が可能となる．また，オホーツクタワーでは当研究の研究協力者が新たに船舶用データを設置する準備を進めており，これもまた得られたデータを本研究のために用いていいとの合意を得ている．これが稼働し始めればタワー地点での波浪データだけではなく，その周辺海域における波浪情報も取得することができるため，荒天時の暴波浪の発達伝搬に関するデータの充実が図られる．
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 22K04324 - 巨礫分布特性にもとづく１万年スケールのスーパー台風評価についての国際共同研究
科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
2020年10月27日 - 2025年03月31日
森 信人, 渡部 靖憲, 安田 誠宏, 中條 壮大, 下園 武範, 二宮 順一, 志村 智也, 宮下 卓也, 張 哲維
本研究では，過去数百～数千年間に海中から移動し，陸域に打ち上げられた巨礫の移動限界とその分布について，北西太平洋を対象に国際共同調査・モデル開発を実施する．このため，近年および記録のない過去イベントで発生した巨礫の大きさ，物性，年代および沿岸地形について計測し，巨礫群の詳細な特性を把握する．第2に，巨礫の分布特性を説明可能な巨礫移動モデルを国際共同開発する．第3に，近年移動した巨礫の調査結果を元に，外力である沿岸域の暴波浪およびスーパー台風特性を逆推定する手法を開発し，最後に確率台風モデル等を組合せ，過去巨礫群を説明可能な1万年単位の最大級の暴波浪とスーパー台風の強度についての逆推定を実施する．
本年度は，近年の極端イベントにより移動が確認されている近代巨礫群の位置，3D形状，物性，陸上および海底地形の計測のための観測機器の整備およびその計測精度の確認を実施した．これと並行して，数値モデル開発を進め，質点移動として台風石の移動をリーフ上の流体力推定から生成，回転・並行移動を計算する数値巨礫移動モデルを開発した．
海外の共同研究では，Frediric Dias・ダブリン大学・教授およびAndrew Kennedy・ノートルダム大学・教授と巨礫発生・移動モデルの開発を進めた．Wen-Son Chiang・国立成功大学台南水理研究所・副所長とは，次年度以降の観測についての意見交換を行った．
日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 京都大学, 20KK0095 - 波浪を考慮した大気海面境界素過程の解明と沿岸災害への影響評価
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
2019年04月01日 - 2023年03月31日
森 信人, 渡部 靖憲, 竹見 哲也, 内山 雄介, 馬場 康之, 金 洙列, 志村 智也, 二宮 順一, 豊田 将也, 藤木 峻
本年度は，波浪境界層を考慮して大気海洋境界過程のパラメタリゼーションの定量化・汎用化とこれを用いた沿岸災害等の数値モデルへの影響評価を実施し，最大クラスの高潮・高波想定，大気や海洋の循環場の高精度化を行った．具体的には，(A) 大気海洋境界過程の現地観測，(B) 大気海洋境界面の素過程の解明と定量化，(C) 高潮・高波・台風の極端現象，大気・海洋の循環場への影響評価の研究を実施した．各項目の実施内容は以下の通りである．
項目A 「大気海洋境界過程の現地観測」：大気海洋境界過程定量化のための詳細な大気・海洋の観測，パラメータ空間をカバーする広範囲のデータ収集・解析を実施した．項目Bにおけ
る大気海洋境界面の素過程の解明・パラメタリゼーションのため，低～高風速，風波・うねりの状態等，広いパラメータ空間をカバーする現地観測データセットの整備を行った．このため，和歌山県白浜において大気・海洋観測塔を用いた観測を実施した．
項目B 「大気海洋境界面の素過程の解明と定量化」：運動量交換係数，熱交換係数，海面粗度，砕波乱流の4つのパラメタリゼーションにつながる素過程の理論構築を行った．海面境界過程を波浪境界層理論をもとに風速と波浪の方向スペクトルを説明変数として考え，運動量・熱交換係数，海面粗度高さについて理論的な枠組みの再構築を試みた．波浪方向スペクトルをもとに運動量・熱交換過程，鉛直代表長さスケールをパラメタライズする手法についても検討した．
項目C 「高潮・高波・台風の極端現象，大気・海洋の循環場への影響評価」：項目Bで得られたパラメタリゼーションを用い，高潮・高波・台風の極端現象，10年スケールの大気・海洋の大循環場等への影響について定量的に検討した．このため，現在の沿岸災害・環境評価の主軸の数値モデルである領域気象モデル，高潮モデル，波浪モデル，全球気候モデル，海洋モデルの開発を進めた．
日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 19H00782 - 沿岸巨大波の生成と予測への挑戦
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
2019年06月28日 - 2022年03月31日
渡部 靖憲, 猿渡 亜由未, 森 信人
時空間的包絡波集中による沿岸巨大波生成理論を室内実験並びに数値実験によって実証するとともに，生成した巨大波群の来襲に対する海岸の脆弱性を評価するため，以下の３つのタスクを並行して行った．
タスク１ 浅水包絡波集中理論の一般化と予測モデルの導出:既に開発済みである一次元浅水包絡波集中理論に対して，その包絡波形の発達並びに最大波高の予測を行うため，非線形Schredinger方程式による数値解析を導入した．急変する周波数に応答して不連続に変化する波速に伴うオーバーシュートを防ぐため適切なShock Capturing法を導入し，実験結果を高精度で予測することに成功した．屈折を伴う多方向入射に対する空間的集中効果を表す解析解を導出し，再現実験の準備が完了した．
タスク２ 一般化された包絡波集中理論の実証と巨大波の力学的応答分析：理論による集中波が発達する前に，水深変化あるいは波形勾配の増加に伴う砕波が生じた場合，巨大波の予測最大波高より低い値が観測されることが判明した．現有の造波水槽において詳細な観測を行い，浅水変形を経由した集中波と砕波との関係を明らかにした．鉛直堤防の1点に集中する多方向波のモデルとしてFaraday共鳴波を発生させ，空間集中波の特徴並びに非線形重複波の発達過程を調査し，複数の同心モードの重畳に伴う異常波が鉛直ジェット形成に寄与することを明らかにした．共同研究を行うエジンバラ大学において，同大学の大規模実験水槽において次年度に行う実験の方針について議論並びに実験準備を行った．
タスク３波浪統計分析による沿岸巨大波発生条件の推定：海洋波浪スペクトルに従う波浪に対して浅水変形を経た海岸波浪のBenjamin-Feir不安定と砕波との関係を調査した．
日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 19K21981 - 地震起源の海底斜面崩壊とそれによる津波と混濁流の発生メカニズム
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2019年04月01日 - 2022年03月31日
泉 典洋, 渡部 要一, 渡部 靖憲
地震動によって海底斜面の崩壊およびそれに引き続いて混濁流が発生するプロセスを再現するための水槽実験を行った。それによって、地震動によって海底斜面上の土砂が地滑り状に滑落する様子が観察できた。実験では、水中比重1.65の硅砂および水中比重0.4程度のプラスチック粒子を用いた。硅砂では、質量が大きすぎるため十分な加速度が発生せず、液状化しないことが明らかとなった。一方で中央粒径0.2 mmのプラスチック粒子では見かけ状の粘着性が現れるため、十分な間隙水圧の上昇が見られず液状化しないことが明らかとなった。
海底地滑りの経験モデルを非線形長波方程式系に導入し，地滑りパラメータと陸域における最大水位との関係を調査すると同時に2018年インドネシアのパルの地滑り津波の波源分析を行った．最大水位は地滑りに伴う水面低下によって発生した放射状の波の汀線での集中に起因し，パルで観測された津波高に達するにはパル湾の湾奥部の最低2か所の波源による津波の重畳が必要である結論を得た．
津波解析モデル構築のための基礎的な知見として、汀線近傍において複数の波が重畳することによって巨大波が発生するプロセスに関する理論解析を行った。汀線における集中する多方向波のモデルとしてFaraday共鳴波を実験的に発生させ，空間集中波の特徴並びに非線形重複波の発達過程を調査し，複数の同心モードの重畳に伴う異常波が最大波の形成に寄与することが明らかになった．
海底地すべりを想定し，非塑性細粒分を含む火山灰堆積地盤の液状化特性を調べた結果，液状化しやすさ，すなわち流動化しやすさは，土の密度構造・骨格構造の影響を強く受けていることが明らかになった．
さらに、本研究結果の応用事例として、貯水池における堆砂を混濁流の機構を利用して排砂できる可能性について検討するための実験を行い、その可能性を検証した。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 19H02242 - 高速大気海洋境界層流れの力学機構と災害脆弱性評価
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
2018年04月01日 - 2022年03月31日
渡部 靖憲, 猿渡 亜由未, 山田 朋人, 新井田 靖郎, 馬場 康之, 大塚 淳一, 志村 智也, 森 信人
タスク1 風波砕波後の渦構造の遷移とエアレーションによる運動量・熱輸送効果の解明：(1)新たに開発した気液二相sharp interfaceモデルを導入し，波面を境に気液両相に形成される乱流境界層流れを3次元Large Eddy Simulationによって計算した．未解明であった気液相互作用を通した風波の発生機構及びmicro-breakingの発達が明らかになった．(2)高速風洞水槽実験において，風波砕波によって放出した飛沫のサイズ分布並びに飛沫速度分布の風速以前性を明らかにした．(3)白浜海象観測塔において気象海象集中観測を行い，有意な高潮災害を引き起こした2018年台風21号を含む台風下の暴波浪とエアレーションの特徴を抽出し，モデル化を行った．高潮の発生原因となる海洋表層流れをXバンドレーダー情報のみから算定する基本アルゴリズムを開発した．
タスク2 micro-breakingによる熱・気体輸送フラックスのパラメタリゼーション：(1)風洞水槽で発生する波面下の酸素濃度境界層並びに濃度拡散の発達をLaser Induced Fluorescenceによって見積もるための実験及び解析準備が整った．海面上の泡沫の発生，クラスタリング，合体，崩壊に至る解析するためのフィルターを開発し，それら一連の泡沫発達機構を調査した．(2) 紋別市ガリンコタワーにおいて爆弾低気圧下の海象及び熱輸送を調査するための観測を行った．爆弾低気圧の来襲がなかったため，平常時の基礎データとして分析を進めた．
タスク3 局所海面抵抗と海水面温度の全球気候，波候への影響評価：GCMに波浪による海面抵抗を導入し，気候変動への影響を評価する開発済みのGCM波浪結合モデルによって強風時の海面抵抗低減効果を含めたモデルに対して感度分析を行った．
日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18H03791 - 亜熱帯沿岸部の巨礫分布より逆推定する歴史的台風評価法の開発
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
2018年06月29日 - 2021年03月31日
森 信人, 渡部 靖憲, 中條 壮大, 安田 誠宏
事例の非常に少ないMw 9.0規模の巨大地震津波の発生頻度および規模の過去事例を把握するため，陸域に打ち上げられた巨礫（津波石）の分布についての調査が行われている．陸上に残る巨礫の分布は，巨大津波の発生状況を把握することができる有効な痕跡であるが，亜熱帯域では，台風の発生・発達域と重なるため，観測される巨礫がどのように移動したのかの判定が難しい．本研究では，観測された台風石の分布から，アンサンブル数値実験を通して，過去数十年～数百年間を対象とした歴史的巨大波浪および台風強度の逆推定を試みることを目的とする．このため，台風の外力から巨礫分布特性を評価できる統合モデルを開発することを第１目標とする．第２の目標として，観測された巨礫の分布特性および地形を既知データとして，統合モデルのアンサンブル計算および推定により，観測された巨礫分布を説明可能な過去波浪・台風特性を推定する．
本年度は，以下についての検討を進めた．（１）巨礫移動統合モデルの開発，（２）これをサポートする現地データおよび基礎実験
（１）巨礫移動統合モデルの開発を進めた． リーフモデルの開発を進め，与えられた波浪条件をもとに，波浪スペクトルから不規則波を100アンサンブル程度生成し，リーフ上の流体力を推定下．巨礫移動モデルの開発を進め，リーフ端から陸上までの径毎の巨礫について移動計算という3つの計算モデルの開発を行った．
（２）現地データおよび基礎実験では，巨礫移動モデルで必要となるリーフ上での摩擦力や，複雑な巨礫形状に対応する回転モーメント等のデータを整備するとともに，モデルのチューニングを行う．
日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 京都大学, 18K18878 - 超高強度洗浄を伴う膜分離による下水有機物の濃縮－下水道を創エネルギー型インフラへ
科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
2018年06月29日 - 2021年03月31日
木村 克輝, 渡部 靖憲
都市下水の中に含まれる有機物を嫌気性消化すればエネルギーを回収できるが、下水中の有機物濃度が低すぎるために嫌気性消化の都市下水への直接適用は難しい。一方、都市下水中有機物の大半がコロイド寸法以上のサイズで存在している。下水を膜ろ過処理することで有機物を回収・濃縮できるはずであるが、深刻な膜の目詰まり（ファウリング）が問題となる。本研究は、従来の研究では検討されなかったような高強度の膜洗浄を実施して、下水の直接膜ろ過を長期にわたり継続することに挑戦するものである。高強度の膜洗浄実施を可能にするために、物理的・化学的耐性が高いセラミック膜を用いて実験を行った。有機膜の場合には膜破損が生じる粒状担体の流動に伴う膜面洗浄、高濃度の薬品を用いた高頻度の薬品併用逆洗（CEB)を実施することにより、下水の50倍濃縮を試みた。実都市下水処理場にベンチスケール膜ろ過装置を設置して、最初沈殿池流出水を原水とした連続ろ過実験を行った。膜ろ過は2段階で行い、第1段目で2倍、第2段目で25倍濃縮して、トータルで50倍濃縮を達成した。粒状担体の充填率、膜透過水フラックスの設定値、CEBに用いる薬品の濃度、CEBの実施頻度を検討項目とし、連続実験を行った。充填率については膜分離槽容積の30％相当、膜透過水フラックスは一段目タンク6.5LMH、二段目タンク4.2LMH、CEBについては1250ppmクエン酸を用いて6時間に一度の頻度で実施することにより、一ヶ月程度の連続運転が可能であることを確認した。この実験で観察された膜ファウリングは大半が膜表面に蓄積したケーキ層によるものであり、物理的洗浄の効率を高めることで、より高いフラックスで安定した運転を長期にわたって実施することが可能であることが示唆された。
日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 20K20351 - 蛇行長期動態の物理機構に基づく自然営力順応型川づくり
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
2015年04月01日 - 2020年03月31日
清水 康行, 渡邊 康玄, 泉 典洋, 山田 朋人, 渡部 靖憲, 井上 卓也, 竹門 康弘, 木村 一郎, 竹林 洋史, 川村 里実, 田中 岳
本研究は，蛇行の長期動態に関する広範な知見を体系化するとともに，自然営力と個性を生かした川づくりを実現するための基盤となる技術を構築したものである．特に，河川地形の基本といえる平面線形を決定づける蛇行に着目し，突発的な災害などに伴う短期的変動，過去から未来にわたる長期的地形変遷の双方について，その根底の力学機構を深く考察し，メカニズムを解明した．また，植生，河口や構造物などの非周期事象，気象や地形地質条件の多様性等の種々のインパクトについて，理論解析，現地調査，単純化した物理実験等によりその相関関係を明らかにするとともに，それらの影響を考慮した蛇行発達変遷を予測可能なモデルの構築を行った．
日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 15H02267 - 亜熱帯・中緯度帯における台風・津波による巨礫分布の歴史的評価
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2015年04月01日 - 2018年03月31日
森 信人, 後藤 和久, 渡部 靖憲, 安田 誠宏, 下園 武範, 中條 壮大, 二宮 順一, Kennedy Andrew
地震津波の発生海域は，熱帯～中緯度帯に存在する場合，熱帯低気圧の発生・発達域と重なる．巨礫の移動には津波と台風による高波の2つの自然現象が密接に関連していることが示唆されている．
本研究では，海中から移動し陸域に打ち上げられた巨礫の分布について，環太平洋およびカリブ海を中心に台風による巨礫の移動限界と分布位置の評価を行うものである．該当地域に現存する巨礫の大きさ，位置，物性および沿岸地形について広範囲かつ詳細な海外調査を行うことを主目的とする．本調査研究により，環太平洋およびカリブ海における巨礫の分布をもとに，過去数百年～数千年間のイベントの大きさの評価の基礎データとする．
日本学術振興会, 基盤研究(B), 京都大学, 15H05220 - 暴風下に発達する大気-海洋気液混合層内の海面抵抗と熱輸送の変調
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2015年 - 2018年
渡部 靖憲
強風時の海面素過程を決定し得るパラメータである海中混入気泡及び気中放出飛沫群による境界混合層への運動学的，熱力学的寄与の実験的特定，熱力学的非平衡気液界面をもつ砕波面，飛沫，気泡からのフラックス輸送計算，気液混合の組織性の解明と地域的特徴の抽出，これらのパラメタリゼーションを通じた局所パラメータのメソスケール気象，海象，流れ場への寄与を求めた．波峰背後に形成される3次元組織渦は強風下においても維持され続け，圧力抵抗は有意に低下しない一方，砕波に伴う大量の飛沫群が組織渦を崩壊させ小スケール乱れへと遷移させ，トータルの運動量並びに熱輸送を変化させることが明らかになった．
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15H04043 - 洪水リスク時空間的相関性と治水安全度階層性を考慮した流域一体河川計画手法の構築
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2013年04月01日 - 2017年03月31日
木村 一郎, 安田 浩保, 清水 康行, 渡部 靖憲, 赤堀 良介, 内田 賢悦
流域スケールでの河川治水計画を可能とする新たなツール群の整備を実施し，これらのツールを用いた河川計画の有用性を例証した．既往の計画の問題点を具体的に指摘し，これらを克服するためのツールとして，洪水物理モデル，洪水経済モデル，洪水避難モデルの３つを新たに構築した．このうち，洪水物理モデルは計画の基盤となる部分であり，広域氾濫モデル，内水外水一体氾濫モデル，洪水局所流モデル，津波遡上モデルの４つから構成した．これらのツール群を種々のスケールの既往洪水に適用し，その有用性を例証した．また，研究成果の国内外への迅速な波及を図るため，成果の一部を汎用フリーソフトウエアの形で整備した．
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25289150 - 津波遡上波先端の力学と境界条件モデル
科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
2015年 - 2017年
渡部 靖憲
本研究は，任意勾配地形上の津波遡上波先端の挙動と局所流れの力学的特徴を適切に反映し，動的な浸水域変化の厳密な評価を可能とする自由水面先端境界条件モデルを開発するものである．
3次元水面形状を再構成する動的画像計測技術の高度化，拡散界面モデルの気液流体計算への導入，開発した遡上波先端モデルの特性の検証，高解像度計算環境における新たな津波遡上計算枠組みの構築を行った．2011年東北津波に対して，防潮堤から越流し街路に沿って遡上する都市型浸水シナリオ及び北上川流域の浸水過程に適用し，地形に依存した浸水過程の差異が判明した．
文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15K14035 - 長大無筋コンクリート構造物の防災機能にリンクした劣化度指標の設定に関する研究
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2012年04月01日 - 2015年03月31日
横田 弘, 渡部 靖憲, 佐藤 靖彦, 加藤 絵万, 橋本 勝文
海岸域に建設される長大無筋コンクリート構造物を対象に、防災機能とリンクさせつつ、構造物に生じた劣化・変状に基づく総合劣化度指標の設定について検討した。構造物に発生した変状としてひび割れに着目し、その幅、深さ、発生位置を類型化した解析モデルを構築した。また、ひび割れ面における応力伝達を評価する力学モデルを開発し、解析モデルに組み込んだ。最後にこれらを総括して、劣化・変状を有する構造物をモデル化した解析により、残存性能および防災機能とリンクした総合劣化度指標を提案した。その結果、同構造物の維持管理の効率化に貢献できる成果を導いた。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 24360174 - 気候変動に伴う沿岸外力環境の将来変化予測，影響評価および適応策に関する研究
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
2011年04月01日 - 2015年03月31日
間瀬 肇, 橋本 典明, 山田 文彦, 横木 裕宗, 黒岩 正光, 野口 賢二, 河合 弘泰, 北野 利一, 森 信人, 渡部 靖憲, 竹見 哲也, 安田 誠宏, 奥 勇一郎, 奥 勇一郎, 中條 壮大
沿岸環境の将来予測のために台風，高潮，波浪および海面上昇の将来予測とその応用を行った．
海面上昇について，日本周辺の過去の変化を衛星観測データをとに解析し，概ね全球平均の3mm/年とほぼ傾向であることを確認した．台風については，台風の将来変化は発生個数だけでなく，発生・消滅位置にもあらわれることを明らかにした．高潮リスク評価については，伊勢湾台風をターゲットに，最大クラスの高潮偏差に及ぼすモデル，台風特性および将来変化の不確実性の影響について評価を行った．海浜変形については，海面上昇に伴う汀線後退の長期予測は不十分であり，海面上昇による地形変化を検討する必要があることがわかった．
日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 23246090 - 液体，固体及び地形表面形状の動的計測法法開発への挑戦
科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
2012年 - 2014年
渡部 靖憲
計測タイミング制御アルゴリズム開発本計測システムで使用する市販のPCプロジェクタを使ってプロジェクタ投影固有周期以上で高速撮影を行う場合には，対象物上に単色のみ投影された画像となるためカラー抽出処理が不能となる．この投影照明に起因する障害を解決するため，昨年度購入した各色の投影時間間隔，強度，パターンを制御可能なプログラマブル・プロジェクタを導入し，タイミングコントローラを介して高速カメラと完全に同期する本形状計測に特化したシステムを構成した．マルチレベル空間最適化法によるカラーパターン追跡アルゴリズムの開発オプティカルフローの解析法の一つである空間最適化法を適用し，連続した画像上において対象表面に投影された同一カラーブロックを追跡し，動的なブロック位置の特定を行うことにより対応ブロック検出の自動化を行った．これは，画像上のカラーブロックの色をRGB分解したうえで，連続する画像上のそれぞれの色要素の輝度が保存されるよう移動速度の最適解を変分原理を基に決定するものである．さらに，高解像計測画像において高速でカラーブロック追跡処理を行うため，画像を複数の解像度レベルに分解し，低レベルの最適解から効率的に高レベル解を連動して求めるマルチレベル法を適用するための基本アルゴリズムを開発した．水中からの散乱光補正自由水面を計測する場合，水中のランベルト多重散乱系がつくる光が水面特定の精度を著しく低下させることが新たに判明した．この散乱光による誤差を補正するための基礎アルゴリズムを考案し，システムへの導入を進めた．今年度行う精度検証において，この計測誤差の特徴を明らかにする予定である．
文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 24656291 - ストーム時に発生するマイクロメカニクスによる大気海洋間輸送フラックス
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2012年 - 2014年
渡部 靖憲, 森 信人, 山田 朋人
タスク1暴風下の大気海洋界面の気液乱流シミュレータの開発研究代表者渡部,研究協力者Ingramと共同で気液乱流ソルバーの最適化,並列化,そして熱流体モデルとサブグリッド粒子確率モデルを統合し,飛沫気泡を含む気液せん断乱流境界層内の熱輸送を再現するため大気海洋気液乱流シミュレータの開発を進めた.また,砕波の乱流量を支配する基本パラメータである流体の伸張と渦度によって局所水面形及び飛沫サイズ並びに個数を決定するメカニズムを明らかにするため,線型安定性解析を新たに進め,パラメータスタディに対する理論的サポートを構築した.タスク2ストームイベントにおける海面過程による熱,気体輸送フラックスの可視化計測砕波過程に対するバックライト気泡飛沫画像計測,海面飛沫の高速熱赤外線計測及びLIFによる酸素並びに二酸化炭素濃度計測を行い,乱流強度,混入気泡サイズ及び飛沫サイズ分布をパラメータとした気体及び海中への輸送フラックスを定量化するめの統計量を取得した.高速赤外線カメラの特性を把握し,液滴の着水に伴う熱遷移評価に対するテストケースを実施し,可視画像情報から水温情報のみを取得するための効率的な解析法を確立した.タスク3海面上マイクロメカニクスによる熱気体輸送パラメタリゼーション本年度実施する現地観測ため,降雨,エアロゾル,そして飛沫水を分離しサンプリングすることで,相互に指標化を行うための新たな方法を考案した.砕波,降雨イベントにおけるマイクロメカニクスとタスク2で得られた同パラメータに対する輸送フラックスを結合しモデル化を行うための準備を進めた.
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 24360196 - 数値波動水槽を機軸とした沿岸域波浪災害の定量的減災シナリオの構築
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
2009年 - 2011年
後藤 仁志, 岡安 章夫, 平石 哲也, 重松 孝昌, 川崎 浩司, 陸田 秀実, 渡部 靖憲, 森 信人, 原田 英治, 平山 克也, 五十里 洋行
本研究では,複数の自由表面流解析手法を導入可能な新しい耐波設計手段としての『数値波動水槽』を構築した.数値波動水槽を用いてベンチマークテストを実施することで,各計算手法の特性について把握するとともに, GPU並列計算機を導入して計算時間の短縮化を図った.さらに,東日本大震災で実際に発生した津波被害について数値波動水槽を用いて被災過程を再現し,数値波動水槽の耐波設計への適用性について検討を行った.
日本学術振興会, 基盤研究(B), 京都大学, 21360235 - バイオルミネッセンスによる流体の応力分布計測法開発への挑戦
科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
2009年 - 2011年
渡部 靖憲
この研究は,力学的刺激に対して発光する体長約数十μm程度の微生物を計測メディアとして流体中に混入し,微生物の発光分布から流体にはたら流体力分布を算定する計測法を開発するものである.短時間に主応力が変化する衝撃動圧力下において,最大圧力,力積は平均最大発光強度と高く相関し,また剥離を伴う振動流境界層内のせん断力分布と発光強度の統計量ものまた相関する.決定した線形較正式からこれら流体力を決定できる.
文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 21656120 - 固液連成型流域洪水土砂流出数値モデルの開発
科学研究費補助金(基盤研究(A))
2007年 - 2010年
清水 康行, 泉 典洋, 渡部 靖憲, 竹林 洋史, 渡邊 康玄, 安田 浩保
本研究の目的は,集中豪雨に伴う洪水氾濫流及び河川流域内の表面及び浸透流とそれらに駆動される土砂流及び流動地盤を連成して評価し得る数値モデルを構築し,近年中小河川流域で頻発している異常流出が原因となる河道や河床だけでなく流域の地形をも大きく変化させる大規模な土砂流動の予測法を確立することである.
文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 19206052 - 砕波帯における混入気泡のミクロ・マクロ構造の解明
科学研究費補助金(基盤研究(C))
2007年 - 2008年
森 信人, 渡部 靖憲, 渡部 靖憲, 竹原 幸生
沿岸域の砕波帯などで見られる水面波の砕波は, 時空間的に非定常かつ高速にマイクロスケールからセンチメートルスケールに渡る大きさの気泡や飛沫を多数発生させる. このような砕波により生成される気泡および飛沫を計測する手法を開発した. これを用いて, 砕波帯における気泡の計測を行い, 沿岸部における気泡の大きさや個数について調べ, 波浪条件との関係を明らかにした.
文部科学省, 基盤研究(C), 大阪市立大学->京都大学, 連携研究者, 競争的資金, 19560516 - 暴風波浪下に発達する気液混相波浪の衝撃砕波圧応答モデルの構築
科学研究費補助金(若手研究(B))
2006年 - 2008年
渡部 靖憲
沿岸域の波浪の砕波に伴い大量の空気が海中に混入すると共に空気中には飛抹が放出され、複雑な空気と海水が混合した乱流が発達する。この状態で波浪が海岸構造物に衝突するとき気体と液体との相互の作用から非常に強い衝撃力が発生し、被災の主要な原因となる。この衝撃力とエアレーションとの関係を最新の計測技術と計算技術によって定量化し、モデル化を行ないその信頼性と実用性を検証した。
文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 18760368 - 移動床水理学における非線形力学の展開
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2004年 - 2006年
清水 康行, 渡邊 康玄, 泉 典洋, 竹林 洋史, 渡部 靖憲
近年、弱非線形安定解析や数値計算を用いた研究によって移動床現象の解明が飛躍的に進んでいる.しかし一方で強非線形性に由来する多くの現象が依然として未解明のまま残されており、本研究ではこのうちの代表的な現象を明らかにした.清水は2次元非静水圧の流れの運動方程式、連続式と乱流モデルおよび非平衡の流砂量式を組み合わせ、河床波の発生、発達、移動、減衰を再現することに成功した。特に、河床波の発達に伴い河床抵抗が変化し、いわゆる粗度が変化することを物理モデルで予測することに成功したのは世界的にも初めてであり、工学的に極めて重要な成果である.泉は,平均河床勾配が小さく流速係数が大きい領域においてデューン-平坦床遷移は亜臨界分岐となることが明らかにした,また,線形安定解析を用いた水路群の形成モデルを改良し,任意形状の斜面に適用できるよう理論を拡張し、斜面の曲率が適当な範囲にあるとき,水深の1000倍程度の水路群が生じることを明らかにした.渡邊は非定常流量条件下での複列砂州の挙動を明らかにするため,水理実験および弱非線形安定解析を実施した.その結果,平常時の流路形状が洪水時に形成される中規模河床波の形状に強く支配されていることを明らかにした.竹林は数値解析と理論解析により,混合砂河床においては,複数の特性量が異なる伝播速度で伝播し,砂州は発生と消滅を繰り返すことを明らかにした.渡部は固液同時速度...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 16360242 - 砕波下の気固液混相乱流に対する局所相互作用の統計評価と沿岸物理環境境モデルの開発
科学研究費補助金(若手研究(B))
2003年 - 2005年
渡部 靖憲
・砕波が混入する気泡の砕波乱流への統計的寄与を明らかにするため,気液両相の速度の同時画像計測法を開発し,高解像計測を行った.この同時計測は,2つのデジタルビデオカメラに透過波数の異なる光学フィルターを設置し,蛍光着色した中立粒子と混入気泡にレーザー照射したそれぞれ励起光,反射光を選択的に記録し,Particle imaging velocimetryにより両相の速度分布を算定することで達成できる.この計測法の信頼性は,Ultrasonic Velocity Profilerとの比較によって検証された.気泡の混入が流体の乱流生成に統計的に大きな影響を与えると共に,気相の平均速度は流体の減速位相において流速の50%程度早い速度をもつ.これらの定量的に得られた統計量は砕波乱流のモデル化に使われる.・同一の画像計測法を底面砂の浮遊現象へ適用し,移動床上の浮遊イベント時の砂-流体相互作用の統計評価を行った.流体は底面近傍で上方へ向かう流れが卓越するが,砂はこれに追従せず形成されるリップルのクレスト方向へ移動する傾向がある.すなわち,浮遊砂は流体に対してパッシブな挙動をとらない.また,移動床上では,固定床と比べ境界層の剥離による力学的な影響が小さく,砂の浮遊に伴う流体の撹乱が乱れの生成の主要な役割を果たしていることが明らかになった.また,砂の浮遊にはこの撹乱に伴い強化された渦の再付着が大きくかかわっている.・砕波後のジェットの着水が生成する飛沫及び気泡を再現する数値モデルを開発した.これは,デカルト座標系上で自由水面での力学的境界条件を合理的に満足させ水面流速を適切に近似するものであり,正しく水面,渦そして表面張力による相互作用を評価するものである.このモデルにより,ジェットの着水に伴う二次ジェットの分裂及び局所的なキャビティーを再現し,砕波乱流のソースとなる水面の極近傍の渦生成を評価することが可能となった.
文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 15760371 - 固液混相流場における三次元乱流構造の解明のための計測手法の開発に関する研究
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2003年 - 2005年
重松 孝昌, 渡部 靖憲, 竹原 幸生
本研究は,固液混相流の三次元乱流構造を解明するための計測手法を開発することを目的とした研究で,竹原の開発したSuper-Resolution PIV法の時間解像度の向上を,また,同時に,渡部の開発した三次元ステレオPIVの時間・空間解像度の向上に取り組んだものである.Super-Resolution PIVは多数のトレーサー粒子の解析も可能で高空間解像度を有する計測が可能であるが,計測システム上,時間解像度が十分ではないという課題を有していた.この点については,高時間・高空間解像度ビデオ計測システムの購入により改善された.本計測システムによって得られた画像に基づいて多孔質体間隙部およびその近傍の流速計測を行い,Super-Resolution PIVを用いて解析を行うことによって,多孔質体を通過する際の乱れの生成・減衰機構について詳細な検討を行うに至った.三次元ステレオPIVは,三次元計測が可能であるが,トレーサー粒子数が多くなると解析に膨大な時間を要するという課題があった。この点については,アルゴリズムを改善することによって改善を図り,低コストかつ高解像度の計測システムへと再構築した.改善された三次元ステレオPIV法を砕波帯下の混相流場へ適用し,複雑な運動を呈する流体および底質の挙動解析が行えるに至った,さらに,高濃度粒子群に誘起される極めて流速の早い流体運動を伴う固液混相...
文部科学省, 基盤研究(B), 大阪市立大学, 連携研究者, 競争的資金, 15360269 - 変形海氷による海底地盤掘削を考慮した埋設構造物の設計法に関する研究
科学研究費補助金(基盤研究(B))
2003年 - 2004年
佐伯 浩, 渡部 靖憲
昨年度までの研究成果を踏まえ、環境パラメータの確率分布を考慮したIce Scour Eventのシミュレーション手法を構築した。そのシミュレーション結果と実海域での観測データと比較した結果、実海域での掘削深(Scour depth)、Scour lengthのオーダーとその確率分布は概ね一致したほか、Eventの発生率など、物理環境条件にともなう大局的な傾向特性は概ね一致し、その妥当性が示された。さらにそのシミュレーションデータを用い、パイプライン等埋設構造物のライフタイム、Keelの発生過程・発生数を考慮すれば、破壊確率(パイプラインと氷との干渉・接触確率)が計算でき、氷(keel)の地盤への掘削深推定手法をサブプログラムとした合理的な埋設深度推定手法・方法論を開発した。その概念は環境の不確定要素が卓越した場合の安全性評価が可能となる信頼性理論に立脚したものと考えることができる。また、Sub-scour deformationによる付加的な応力を考慮し、安全なパイプラインの埋設深度を推定することを目的として、昨年度実施した小規模実験に続き、中規模模型実験を実施した。両実験結果より反力と地盤内応力分布の力学的相似を明らかにした。また、地盤内応力によるパイプラインの応答解析モデルを構築し、実測値と比較した結果、両者は概ね一致した。この手法により、スケール効果を考慮したパイプライ...
文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 15360259 - 流氷の移動制御技術の開発とその設計法
科学研究費補助金(基盤研究(A))
1999年 - 2002年
佐伯 浩, 橘 治国, 渡部 靖憲
平成14年度は以下の課題を明らかにした。(1)結氷に至る前段階である、氷晶の移動制御について系統的な実験を行い、アイスブームにより移動制御が可能である事を示すとともに、その限界流速についても明らかにした。これにより閉鎖性水域の結氷防止対策の一つとして利用可能であることを示した。(2)流氷移動の制御にアイスブームを用いた場合の海水交換への影響をサロマ湖を例に数値計算を行い、開氷期、結氷期それに流氷制御時の海水交換量を明らかにするとともに、湖内の流動特性も明らかにした。(3)また、閉鎖水域の波浪を含めた流動計算の計算精度向上を目的に浅水域や構造物近傍の波動の三次元数値解析手法の高度化を計った。(4)オホーツク海沿岸地域は、酪農,畑作地帯であることから、それらからの地下水、河川への汚濁負荷と、その実態について詳細な現地調査を行った。(5)過去4年間の研究成果のまとめも行った。
文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 11355023 - 砕波ジェット着水に起因する気泡生成機構と気泡の非定常剪断流への寄与
科学研究費補助金(奨励研究(A))
2000年 - 2001年
渡部 靖憲
本年度は、以下の研究を明らかにした。砕波ジェットのモデルとして貯水パイプにためられた水塊を瞬時に落下させ、水塊の水面への衝突に伴う混入気泡径及び発生から分裂さらに浮上にいたる気泡発達過程を評価する新たな解析法を開発した。気泡生成時に放射される音波をハイドロホンにより計測しウェーブレットパケット変換によりその発達過程を通じた気泡径を推算することによって発生する気泡はウェーバー数とフルード数によって5つの典型的なタイプに特徴化することができる。水中音を元にした計測法を多量の気泡が発生する実際の砕波に適用した。砕波フロントの到着直後、着水点の前後及びbubble clouds到達後で完全に異なる周波数帯の気泡音が確認された。砕波の局所的な流体運動に生成気泡の特性が大きく依存することが明らかになった。また、現地観測及び室内において生成微細気泡量の計測が行われ、実海域の気泡量が淡水を用いた室内実験より大きな値を示し、特にsawash zoneで急激な上昇が存在することが明らかになった。界面ステートに対する生成気泡の差異を界面活性剤を淡水中に混入させ室内実験を実行した。これにより安定した界面に発生する気泡は平均で非常に小さく、砕波形態に大きく依存することが明らかになった。上述の実験及び現地観測の結果により、砕波後の気泡の発達過程と気泡径について詳細な情報を得ることができた。これらの結果は、砕波後の気液二相流としての数値気泡モデルの定数を決定し気泡流計算を実行するために有効な情報である。
文部科学省, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 12750456 - 砕波帯内の3次元流体運動の時空間特性とカオス的挙動
科学研究費補助金(奨励研究(A))
1998年 - 1999年
渡部 靖憲
砕波帯内の3次元流速場・水粒子軌道の特性について,以下の重要な結論が得られた.1.中立粒子運動の3次元ビデオ解析・砕波時の混入気泡の影響を低減するため中立粒子に蛍光塗料を塗布しブラックライトを照射しビデオカメラを2次元水槽の上面及び側面からから撮影する3次元水粒子追跡実験方法を提案した.・統計解析及びwavelet解析により,砕波時にはほぼ2次元的であった流体運動が砕波過程を通して3次元性が強化され,2次元的な運動エネルギーが徐々にスケールダウンすることが明らかになった.・同様な解析により,水平及び鉛直方向に方向性をもつエネルギーが水深が浅くなるにつれ方向性を失うことが明らかになった.2.3次元Large Eddy Simulation・低レイノルズ数補正を行った高精度数値計算法を適用したLarge Eddy Simulationにより初めて砕波後の3次元流速場の数値的再現に成功した.・砕波ジェット着水直後に水平ローラー渦だけでなく縦渦及び旋回渦が生成されることが明らかになった.・生成された大規模渦整構造は,ボア領域において崩れ,発達した乱流に遷移する.この渦は戻り流れによって沖側に移流され次の砕波の3次元流速構造に大きな影響を与える.・砕波点近傍に移流された渦塊は連続する砕波に影響を与え,流速場及び水面形の3次元化を促進させる.この渦塊は砕波が繰り返されると共に強化されるので,徐々にジェットの着水以前に水面形が3次元化する.・計算領域にマーカーを配置し移流させることによって水粒子を追跡した.砕波フロント背後において斜め後方に軸を持つ渦を発見した.この渦は過去に実験的に気泡追跡によってのみ確認されている斜行渦の軌道と酷似しており,我々の発見した渦は斜行渦であると特定した.3.ビデオ解析による流体運動の3次元性に関する実験及び現地観測・実験水槽及び現地に水中カメラを固定し,混入気泡の映像から流体運動の3次元性を調べた.波の進行と直角方向に不規則な間隔で発生する発達した雲状の気泡が確認された.
文部科学省, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 10750382
