人工ワンド周辺の非定常水理特性に関する数値解析的研究

人造棒周围非定常水力特性数值分析研究

• 批准号: 09750604
• 负责人: 木村 一郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yokkaichi University (1998)Wakayama National College of Technology (1997)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750604/
• 关键词: ワンド; 開水路流れ; 組織渦; 数値解析; 非線形とk-εモデル; 間水路流れ; 浮遊砂; 浅水流モデル

本年度に購入を行った実験水路(長さ4m,幅15cm)により、ワンド内の水面振動、およびワンド・主流間の物質交換現象について、詳細な実験を実施した。ワンド形状は長方形とし、河川の片岸に1個のワンドが存在する場合を想定し、水理パラメータ(特にフルード数)を種々変化させて実験を行った。この結果をもとに、水面振動とフルード数との関連性を明らかにするとともに、フルード数が大きい場合(概ね0.3以上の場合)には水面振動と物質交換速度が強い相関をもつこと、フルード数がある程度小さくなるとワンド内の定常循環流が交換現象を支配する点などを指摘した。また、フルード数とワンド内の水面振動の共鳴メカニズムを解明するため、界面上の大規模渦の進行を考慮した簡易モデルを提案し、このモデルによりフルード数と水面振動の関係をほぼ説明できることを示した。一方、洪水時等でワンド内の水深が大きくなると、ワンド周辺の流れにおいて三次元構造が卓越し、平面二次元的な数値解析が適用できなくなる。この点を考慮して、ワンド開口部の大規模周期渦を再現できる非定常三次元数値解析モデルについて検討を実施した。乱流のモデル化においては、計算精度と計算機負荷のバランスのとれたk-εモデルを採用した。特に、断面内の二次流を再現するために、構成則に二次の非線形項を取り入れ、かつ、非定常な渦運動を捉えるために、渦動粘性係数にストレイン・パラメータ(S)及びローテイション・パラメータ(Ω)の効果を導入したモデルを構築した。数値解析結果と実験結果を比較することにより、非線形項にかかる係数、および渦動粘性係数の関数形(SとΩの関数とした)の同定を実施した。本解析モデルにより、ワンド界面の三次元大規模渦構造を定性的に再現できることを確認した。

This year, it is necessary to carry out the transportation of the sea water (4m long, 15cm), the vibration of the water surface in the tunnel, the exchange of goods and materials between the main currents, and the operation of the train. There are several kinds of equipment in the long shape of the car, such as the rectangular shape, the river bank, and the river bank. The results show that the speed of the exchange of vibrating materials on the surface of the water surface is much higher than that of the control point, and the temperature is very high. The results show that the speed of the exchange of vibrating materials on the surface of the water is higher than that of the control point, and the temperature is very high. In the system, the surface of the water is vibrating on the surface. In the interface, the large-scale model is used to analyze the proposal and the number of data in the interface. On the one hand, in the case of flood, the depth of water in the atmosphere, the depth of water, the water depth, the water depth, the temperature, the In this paper, the analysis of the unsteady cubic number of the large-scale module cycle in the system and the opening part of the system is analyzed. The turbulence model is used to calculate the accuracy of the computer, and the accuracy of the computer is very high. In the cross-section, the secondary flow system can be used again, and the secondary data in the cross-section can be obtained by using the data acquisition system, the data collection system, the non-stationary monitoring system, the monitoring system, the monitoring system (S) and the monitoring system (Ω). The results show that the data is affected. The results of numerical analysis show that the results are the same as that of the number of data, the number of non-linear items, and the number of dynamic viscous data (S). The purpose of this analysis is to analyze the qualitative analysis of the three-dimensional large-scale model of the system and the interface.

项目成果

木村一郎・細田尚: "非線形k-εモデルによる開水路流れにおける大規模渦運動の三次元解析" 四日市大学環境情報論集. No.2(印刷中). (1999)

Ichiro Kimura 和 Hisashi Hosoda：“使用非线性 k-ε 模型对明渠流中的大尺度涡流运动进行三维分析”，四日市大学环境信息杂志第 2 期（出版中）。

木村 一郎: "死水域の浮遊砂堆積過程に関する水理パラメータ依存特性" 水工学 論文集. 42. 1057-1062 (1998)

Ichiro Kimura：“死区悬浮沉积物沉积过程的水力参数相关特征”《水利工程汇刊》42。1057-1062（1998）。

木村一郎・細田尚: "非線形k-εモデルによる開水路非定常流の三次元解析" 平成10年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集. 179-180 (1999)

Ichiro Kimura 和 Hisashi Hosoda：“使用非线性 k-epsilon 模型对明渠中的非稳态流进行三维分析”1998 年日本土木工程师学会中部分会研究报告摘要 179-180 (1999)。

木村 一郎: "開水路死水域の浮遊砂堆積特性に及ぼす水理パラメータの効果" 第2回環境流体シンポジウム講演論文集. 449-450 (1997)

Ichiro Kimura：“水力参数对明渠死区悬浮沉积物特性的影响”第二届环境流体研讨会论文集 449-450 (1997)。