パラメータ設定
有義波高 H_s
m
スペクトルから定義される代表波高（最大波の約 1.6 倍）
ピーク周期 T_p
s
JONSWAP スペクトルのピーク周期
水深 d
m
部材直径 D
m
構造形状
代表的な C_D / C_M レンジは形状で異なる
抗力係数 C_D
粗面 1.0-1.2／滑面 0.65／海洋付着物で増加
慣性係数 C_M
理想ポテンシャル流で 2.0、滑面で 1.6
没水高さ z
m
波浪荷重を積分する有効水中長さ
計算結果
—
波長 λ (m)
—
最大水粒子速度 u_max (m/s)
—
抗力／単位長 (kN/m)
—
慣性力／単位長 (kN/m)
—
全波浪荷重 (kN)
—
KC 数
—
海面と没水部材 — 水粒子軌道・力ベクトル
海面を進む線形波と没水円柱（jacket leg）。青矢印＝慣性力 F_i、赤矢印＝抗力 F_d、白点＝水粒子軌道。KC 数で支配モードを表示します。
波周期内の荷重時刻歴 — F_drag・F_inertia・F_total
KC 数 vs 部材径 D — レジーム判定
理論・主要公式
$$F = \rho C_M V \dot u + \tfrac{1}{2}\rho C_D A |u|u,\qquad KC = \frac{u_{max} T}{D}$$
第1項＝慣性力（流体加速度に比例）、第2項＝抗力（速度の二乗、符号は |u|u で保持）。ρ＝海水密度 1025 kg/m³、C_M＝慣性係数（粗面円柱 2.0）、C_D＝抗力係数（粗面円柱 1.0-1.2、滑面 0.65）、V＝排除体積／単位長、A＝投影面積／単位長。
$$u_{max}=\omega\,\tfrac{H_s}{2},\qquad \dot u_{max}=\omega^{2}\,\tfrac{H_s}{2},\qquad \lambda=\tfrac{2\pi}{k},\quad k=\tfrac{\omega^{2}}{g}\ (\text{deep water})$$
線形波理論（Airy 波）による水面（z=0）での水粒子速度・加速度の最大値。深海近似 k=ω²/g、ω=2π/T。Stokes 5次など高次理論はピーク値が 10-30% 増えるが、KC・C_D の選定不確定性に比べれば二次的。
$$F_{total}/L = \sqrt{F_{drag}^{2}+F_{inertia}^{2}}\quad (\text{quadrature sum at peak})$$
慣性力と抗力は位相が 90° ずれるため、それぞれのピーク値の二乗和平方根が時刻歴中の最大荷重に近い値を与える。厳密には合成波形を時刻歴で評価する。