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三次元地形を考慮した火砕流の流体力学的モデルの開発

考虑三维地形的火山碎屑流水动力模型的建立

基本信息

批准号：
04650454
负责人：
福嶋祐介
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

火砕流は火山の噴火にともなって発生する火山灰や火山れきなどの火砕物が空気中に巻き上げられ、重力の作用により斜面方向に流れ出す現象である。このような火砕流は高温であり、かつ高速に流動するため、大きな自然災害となることが知られている。最近では1991年雲仙・普賢岳で発生した火砕流が記憶に新しい。このような火砕流による自然災害を防止するためには、火砕流の流動性を知る必要がある。本研究グループは、平成三年度より火砕流のシミュレーションの開発に着手している。このシミュレーションモデルは、傾斜サーマルのモデルに基づいた、流体力学的手法である。今年度の研究では、まず、火砕流を特徴づける高温な火砕物温度変化の予測式をモデル中に組み込む為のモデルの精密化を行った。前年度のモデルでは、火砕流中の空気の温度のみを解析対象としていたが新しいモデルでは火砕物と空気の双方について熱エネルギーの収支式を考慮したもので、より実際に近いモデル化が行うことができた。火砕流は粉雪雪崩などと同じ固体粒子浮遊流である。この点が塩分差や温度差などだけによる単純な傾斜サーマルと異なる点である。そこで、沈降性物質である硫酸バリウムの懸濁液と塩水を用いた2種類の二次元傾斜サーマルの実験を行った。この結果、粒子の沈降性のため、硫酸バリウム懸濁液を用いた実験では、流下速度は塩分サーマルの場合より早く減衰することが示された。また、サーマルの厚さも塩水の場合より小さくなる。以上の検討結果を踏まえて、三次元的な地形を考慮した二次元火砕流の流動を解析するモデルを開発中である。モデルでは、上述した火砕流の温度の予測式を含んでいる。温度の大きな変化に伴い、空気の密度と粘性が大きく変化し、最後的に火砕物粒子の沈降速度が大きく変化することによってシミュレーション結果におおきな影響が現われる。

Fire flow, volcanic eruption, fire eruption, volcanic ash, fire eruption, fire eruption It is a phenomenon that the air is in the air and the flow is flowing in the direction of the inclined plane due to the effect of gravity. High temperature and high temperature, high speed and natural disaster, natural disaster and high temperature. The most recent one is the memory of Unzen and Mount Fugen in 1991. It is necessary to prevent natural disasters and prevent natural disasters, and it is necessary to know the flow of fire and water. This research was started in 2006 by the Heisei 3rd Year of the Heisei 1996 Fire and Water Research Institute.このシミュレーションモデルは, tilted サーマルのモデルにbase づいた, fluid mechanics technique である. This year's research is based on the prediction formula of high-temperature and high-temperature temperature change of fire and fire flow, and the prediction formula of high-temperature change of fire and fire materials is the precision of high-temperature water flow. Analysis of the previous year's のモデルでは, the temperature of the fire in the fire stream, and the temperature of the air. The balance formula of both parties is considered to be the same as the balance formula of both sides. Fire flow is the same as powder snow avalanche flow and solid particle floating flow is the same.この点が塩分 difference や temp difference などだけによる単pure な skew サーマルとdifferent なる点である.そこで, sedimentation substance であるsulfuric acid バリウムの suspension and water と塩水を Use いた 2 types of 2D tilt サーマルの実験を行った. Result, particle settling property, sulfuric acid suspension suspension, useは, flow down speed は塩分サーマルの occasion よりEarly く attenuation することがshow された.また、サーマルの thick さも塩水のoccasion より小さくなる. The results of the above discussion are based on the analysis of the three-dimensional terrain and the two-dimensional fire flow. The predicted formula for the temperature of the fire flow mentioned above is contained in the formula. The temperature changes, the air density changes, the viscosity changes, and the final particle size decreases. Decrease the speed of the speed change and the effect of the change will appear.