進行波により水中構造物に作用する水平方向の波力は次式によって表されます。

このとき、C_Dは抗力係数、C_Mは質量係数または慣性係数です。

上式の第1項は渦による抗力、第2項は水粒子の加速度による慣性力を表しており、波力はこれらの和で表現できます。また、モリソンは円柱構造物を対象とした波力として以下の式を提案しました。

抗力係数と質量係数の値に関しては多くの検討がなされています。また、波力は時間とともに変化するものですが、その最大値にのみ注目すれば次式によって簡単に求めることができます。

このとき、F_Tmaxは全波力の最大値 [N]、F_Dmaxは抗力による波力の最大値 [N]、F_Mmaxは慣性力による波力の最大値 [N] です。

では、例題を1問解いていきます。

例題1：水深5 [m] の海中に直径0.2 [m] の円柱を海底に設置した。この円柱に波高1.5 [m]、周期6 [s] の波が作用したとき、水深1〜3 [m] の区間に作用する波力の最大値を求めよ。ただし、抗力係数は1.0、質量係数は2.0、海水の単位体積重量は10.1 [kN/m³] とする。

まずは、波長、波数、F_Dmax、F_Mmaxを求めていきます。

では、F_Tmaxを求めていきます。

まとめとして、円柱構造物に作用する波力を求める式としてはモリソンの式があります。また、全波力の最大値は簡単に求めることができます。