跳水内部の空気混入と流速の特性に対する模型縮尺の影響

模型尺度对跃迁内空气夹带及流速特性的影响

• 批准号: 19K04624
• 负责人: 高橋 正行
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nihon University
• 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-19K04624/
• 关键词: 跳水; 射流; エネルギー減勢; 相似則; エネルギー減勢構造物; 模型縮尺の効果

令和4年度は，跳水始端断面のフルード数 Fr = 7.2かつレイノルズ数 Re= 62000を対象に，流入射流の乱流境界層の発達状態が Undeveloped inflow condition (UDと略す)，Partially developed inflow condition（PDと略す） と Fully developed inflow condition (FDと略す) の場合の流速特性を実験的に検討した．ただし，PDの場合については，乱流境界層厚さが水深の50%の場合（PD_0.5と略す）と乱流境界層厚さが水深の80%の場合（PD_0.8と略す）を対象に実験的検討を行った．跳水の流速特性に対する流入射流の乱流境界層の発達状態影響について，得られた結果を以下に示す．・跳水内部の流下方向流速の鉛直方向分布より，断面内の相対的な最大流速が生じる相対高さおよび相対半値幅は，それぞれFDとPD_0.8のほうがPD_0.5とUDよりも大きくなる．すなわち，跳水内部の主流はFDとPD_0.8のほうがPD_0.5とUDよりも短区間で拡がり，水面近くに上昇する．・同一な相対流下距離における相対的な最大流速は，跳水始端近くでは，PDとFDよりもUDのほうが大きくなる．・底面摩擦抵抗係数については，UDよりもPD_0.5のほうが小さく，PD_0.5よりもPD_0.8とFDの方が小さい．スルースゲート下流側に形成される射流については，縮流部でのフルード数Fr0をFr0=8.0の一定の値にし，レイノルズ数Reが22000から110000の範囲で系統的に変化をさせ，射流の水面変動に対するレイノルズ数の影響について実験的に検討を行った．その結果，レイノルズ数Reの大きい条件のほうが小さい条件よりも相対的な水面変動の値が大きくなることが示された．

For example, in the case of Fr = 7.2 and Re= 62000, the velocity characteristics of the turbulent boundary layer of the inflow jet are investigated in the case of Undeveloped inflow condition (UD), Partially developed inflow condition (PD) and Fully developed inflow condition (FD). In the case of PD, the turbulent boundary layer thickness is less than 50% of the water depth (PD_0.5) and the turbulent boundary layer thickness is less than 80% of the water depth (PD_0.8). The velocity characteristics of the diving jet and the influence of the turbulent boundary layer on the arrival state are shown below. The vertical distribution of velocity in the downflow direction inside the diving section is different from the maximum velocity in the cross-section. The maximum velocity in the cross-section is different from the maximum velocity in the cross-section. PD_0.8 and PD_0.5 are the main currents inside the dive, and the water surface rises near the main currents. The maximum velocity of the same opposite flow distance is opposite to the maximum velocity of the opposite flow distance. The maximum velocity of the opposite flow distance is opposite to the maximum velocity of the opposite flow distance. Bottom friction resistance coefficient: UD PD_0.5 PD_0.8 FD For example, when the jet is formed on the downstream side of the jet, the number Fr0 = Fr0 =8.0 of the convergent part is a certain value, and the number Re is 22000 to 110000. As a result, the number of Re's is large, the condition of Re's is small, the condition of Re's is small, the value of Re's is large, and the condition of Re's is small.

项目成果

ゲート下流の射流における乱流境界層の発達

闸门下游射流湍流边界层的发展

• 发表时间: 2019
• 作者: Shinohara R.;Tanaka Y.;Ariyo Kanno;Matsushige K.;野原大督;佐藤柳言，高橋正行
• 通讯作者: 佐藤柳言，高橋正行

Effect of Boundary-Layer Development on the Water-Surface Fluctuations of Supercritical Flow below a Sluice Gate

边界层发育对闸门下方超临界流水面脉动的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of the 8th IAHR International Junior Researcher and Engineer Workshop on Hydraulic Structures -- 8th IJREWHS, 5-8 July 2021
• 作者: R. Satoh;M. Takahashi;I. Ohtsu
• 通讯作者: I. Ohtsu

Physical Meaning of the Length of Classical Hydraulic Jumps in a Horizontal Rectangular Channel

水平矩形通道中经典水跃长度的物理意义

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of the 39th IAHR World Congress
• 作者: Ryugen Satoh;Masayuki Takahashi;Iwao Ohtsu
• 通讯作者: Iwao Ohtsu

スルースゲート下流側に形成される射流の水面変動に対するレイノルズ数の影響

雷诺数对闸门下游射流水面波动的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中島直樹;佐藤柳言;高橋正行
• 通讯作者: 高橋正行

ゲート下流側に形成されるdeveloping flowの形状係数と乱流境界層の発達に関する検討

闸门下游形成流动的形状因子及湍流边界层的发展研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Tsujimoto Kumiko;Ono Kotaro;Ohta Tetsu;Chea Koemorn;Muth E-Nieng;Hor Sanara;Hok Lyda;小林健一郎，田中規夫，丸山恭介，田中翔，渡部哲史，北野利一;佐藤柳言，高橋正行
• 通讯作者: 佐藤柳言，高橋正行