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流水中にある土砂の転動と堆積に関する実験

流水中泥沙滚动沉积实验

基本信息

批准号：
24920005
负责人：
河元信幸
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24920005/
关键词：
土砂移動可視化粒子転動

项目摘要

本研究は、流域での土砂移動のメカニズムを解明する基礎的研究として、河道での土砂移動を模擬的に再現・観察するものである。土砂移動の運搬・堆積過程は、重力による沈降と流体から受ける力で、「浮遊」と「転動」に大別される。本研究では、実験の容易さから「転動」に着目し、その挙動を観察するものである。実験は、土砂の代替として一様粒径のガラス粒子を用いて等流条件で実施した。ガラス粒子を単一で流下させて既往の研究成果との整合性を確認し、同条件で複数の粒子でその流下挙動を観察した。また、堆積過程を把握するため、水路内に円柱を設置して不等流条件で粒子の挙動を観察した。あわせて、新たな可視化方法として紫外線LEDを用いて、暗視化での粒子の流跡線を得る手法を採用した。得られた知見は以下の通りである。・単一粒子での実験では、平衡転動速度と粒子レイノルズ数の関係から、既往の実験結果と同様の結果が得られた。・複数の粒子での実験では、単一粒子と比べ転動速度のばらつきがみられた。また、平衡転動速度は単一粒子に比べ若干低くなる。これは、流水による転動過程に加え、粒子相互の影響を受けているためであると推察した。・粒子の転動過程を観察した結果、流下に伴い最短距離を転動するものではなく、斜めや"く"の字のように揺らぎながら転動すること、粒子相互、壁等に衝突しながら流下していることが観察された。・粒子の堆積過程は、円柱による局所流の発生により、その発生位置上流で、粒子の停止が発生する。その停止した粒子により上流から転動した粒子が帯状に堆積することが観察された。・本実験では、水深が粒子径の4～5倍程度しかなく、粒子の鉛直方向の挙動(粒子の重なり等)は観察できなかった。

This study is based on the basic research on the movement of soil and sand in the watershed and the reproduction and simulation of soil and sand movement in the river channel. The transportation and accumulation process of soil and sand movement, gravity and sedimentation, and the force of fluids, "floating" and "moving" are different. This study is based on the ease of use of the subject.実験は, soil and sand の instead of として a particle size of the のガラス particles を using いて iso-flow conditions and で実した. The ガラス particles are the same as the previous research results and the integration of the past research results is confirmed, and the same conditions are the same as the complex particles. The control of the accumulation process, the setting of the pillars in the waterway, the unequal flow conditions, and the movement of the particles are monitored. The new visualization method and ultraviolet LED are used, and the dark visualization method of particles and flow traces is adopted. The following is the knowledge and understanding of the situation.・The relationship between a single particle and the particle number, the equilibrium velocity and the number of particles, and the result of the past and the same result.・Plural particle での実験では, single particle とratio kinetic speed のばらつきがみられた. The balance speed of single particle is slightly lower than that of the particle.これは, the flow of water, the kinetic process, the interaction between particles, the interaction between particles, and the interaction between particles.・The process of particle movement is the result of the observation, the shortest distance of the flow is the movement of the particle, and the character of "く" is the oblique character.のように揺らぎながら転动すること、Particles collide with each other and walls etc. しながら流下していることが観看された.・The accumulation process of particles, the flow of the pillars, the flow of the particles, the flow of the particles, and the stop of the particles.そのstop したparticles によりUPW から転moving したparticles が帯-shaped にStacking することが観看された.・The original water depth is 4 to 5 times the particle diameter, and the particle movement in the vertical direction (particle weight, etc.) is sufficient.