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

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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．