Numerical investigation on stability of gravel bags in flooding as flexible riverbank protection works and a new design method

柔性河岸防护工程中砾石袋在洪水中稳定性的数值研究和新的设计方法

• 批准号: 19K04623
• 负责人: 福田 朝生
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: University of the Ryukyus (2020-2022)Chuo University (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04623/
• 关键词: 袋詰玉石工; 固液混相流解析; 屈撓性; 個別要素法; 河岸保護; 構造; 配置; 安定性解析

袋詰玉石とは20cm程度の石礫数トンを網で包んだものである．袋詰玉石工は，複雑な河岸地形でも施工ができ河岸侵食を抑制し，また，空隙を有するため生物の生息場にもなり，環境面からも優れている．しかし，袋詰玉石工が水流に対して安定する条件が十分明らかになっていないために適切な設計法がなく，流失してしまう事例も多い．袋詰玉石工に作用する流体力は水理実験で計測することは容易ではない．そのため，袋詰玉石工の水流中の安定性を考察するためには，水理実験とともに数値解析を活用した研究アプローチが肝要である．初年度では，主に水流と袋詰玉石工の相互作用を考察することができる新しい数値解析モデルを開発した．2年目は，実寸大の1/20程度のスケールの袋詰玉石工のモデルを作成し，このモデルを用いて水理実験を実施し，袋詰玉石工周囲の流れ場を詳細に計測し，また，袋詰玉石工の移動限界状態の様子を記録した．3年目は，2年面に実施した袋詰玉石工の再現計算を実施し，解析に用いる計算格子サイズなどのモデル条件の感度分析を行った．当該年度である4年目は，解析結果から得られる袋詰玉石工モデルの移動限界の力が，実験結果に対してやや小さく評価される課題に対して，解析の袋詰玉石工の網のモデルをいくつか変更して，移動限界の力に及ぼす網のモデルの影響の感度分析を行った．これまでの数値解析の構築，袋詰玉石工の実験を通して，袋詰玉石工の水流に対する安定性について，数値解析を用いて検討することができる研究体制を構築することができた．これにより，種々の袋詰玉石工の配置条件に対して，数値解析を用いて安定性を分析できるようになるため，水流に対して安定な袋詰玉石工の配置検討に対して，本研究で構築した数値解析モデルの果たす役割は大きい．

The number of stones in the bag is 20cm. The river bank terrain is complex, and the river bank encroachment is inhibited. There are many cases of leakage in the design method. It is easy to measure the fluid forces acting on the fluid mechanics. The stability of water flow is investigated. In the first year, the interaction between the main water flow and the pocket stone was investigated. In the second year, the interaction between the main water flow and the pocket stone was established to the extent of 1/20 of the original. In the third year, the flow field of the pocket stone was measured in detail. In the fourth year, the movement limit state of the pocket stone was recorded. 2 years ago, the calculation of the reproduction of the bag was carried out, and the sensitivity analysis of the calculation of the lattice conditions was carried out. In the fourth year of the year, the analytical results were obtained from the analysis of the movement limit force of the bag worker and the sensitivity analysis of the influence of the movement limit force and the movement limit force of the bag worker on the network. The construction of numerical value analysis and the study of stability of water flow in water flow. In this study, the numerical analysis of the stability of water flow was carried out in order to construct a numerical analysis of the stability of water flow.

项目成果

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帯工袖部の侵食対策としての袋詰玉石工の構造・配置検討

袋装鹅卵石的结构和布置研究，作为皮带作业套筒侵蚀对策

• 发表时间: 2019
• 作者: 福田朝生;澁谷慎一;福岡捷二
• 通讯作者: 福岡捷二

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INVESTIGATION ON TURBULENT STRUCTURE OF SEDIMENT FLOWS OF SINGLE SIZED PARTICLE BY USING THREE-DIMENSIONAL SOLID-FLUID MULTIPHASE SIMULATION

三维固流多相模拟研究单一尺寸颗粒泥沙流湍流结构

• DOI: 10.2208/jscejhe.78.2_i_895
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)
• 作者: 山口栄治;福田朝生
• 通讯作者: 福田朝生

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