Sheetflow simulator for numerical prediction of sediment transport rate

用于泥沙输运速率数值预测的片流模拟器

• 批准号: 10555175
• 负责人: SAKAI Tetsuo
• 金额: $ 6.72万
• 依托单位: KYOTO UNIVERSITY
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10555175/
• 关键词: sediment sheetflow; sediment motion; granular material model; oscillatory water tunnel; video-film analysis; 漂砂; シートフロー; 個別要素法; 漂砂量; 数値予測

In sheetflow regime, great amount of sediment is transported in short period of time, hence the effect of sheet flow sediment transport plays a significant role in the prediction of sea-bed profile change. Most of sensors for the flow measurement does not work in the sheetflow condition, due to the presence of a high concentration sediment. Furthermore, the video-film analysis, which is the effective tool to investigate the sheet flow sediment transport, requires the time-consuming processes.In this study, two approaches for the development of the analysis of sediment sheetflow are conducted. The one is the numerical modeling of the sediment sheet flow by the granular material model, or the DEN (distinct element method) ; the other is the simplified process of the video film analysis by the use of the free wares. In addition to these approaches, some significant factors in the natural coast should be investigated as the external driving forces of the sediment transport process. Hence the primal subjects of this study should be as follows : (l) the hydraulic experiment of sediment sheetflow by the oscillatory water tunnel ; (2) the development of numeral movable bed for the simulation of sediment sheetflow ; (3) the external driving forces of sediment sheetflow in a natural coast (3-l multi-directional irregular waves ; 3-2 obliquely wave run-up ; 3-3 seepage flow due to wave run-up ; and 3-4 liquefaction of sea bed due to propagating waves).

在片状水流条件下，短时间内输沙量大，因此片状水流输沙量的大小对预测海床剖面变化具有重要意义。由于高浓度泥沙的存在，大多数流量传感器不能在片流条件下工作。此外，作为研究片状水流泥沙运动的有效工具，影视分析需要耗时较长的过程。一种是用颗粒材料模型或DEN(离散单元法)对泥沙席流进行数值模拟；另一种是用自由软件简化了录像片的分析过程。除了这些方法外，自然海岸中的一些重要因素也应该作为泥沙输送过程的外部驱动力进行调查。因此，本研究的主要内容应包括：(L)摆动水洞泥沙席流水力试验；(2)泥沙席流数值模拟动床的研制；(3)天然海岸泥沙席流的外部驱动力(3-L多向不规则波；3-2斜浪抬高；3-3波浪抬高渗流；3-4波浪传播引起的海床液化)。

项目成果

酒井哲郎,後藤仁志,沖 和哉,高橋智洋: "混合粒径シートフロー漂砂の鉛直分級過程の可視化実験"海岸工学論文集. 46巻. 516-520 (1999)

Tetsuro Sakai，Hitoshi Goto，Kazuya Oki，Tomohiro Takahashi：“混合粒度片流砂的垂直分级过程的可视化实验”海岸工程杂志第 46 卷。516-520（1999）。

後藤 仁志: "saltation粒子の反発機構に関する基礎的実験" 水工学論文集、土木学会. 42. 1050-1056 (1998)

Hitoshi Goto：“跳动粒子排斥机制的基本实验”水利工程学报，日本土木工程师学会 42. 1050-1056 (1998)。

後藤仁志,Yeganeh,A.,酒井哲郎: "混相流モデルと個別要素法の融合による高濃度掃流層の数値解析"土木学会論文集. 第649号/II-51. 17-26 (2000)

Hitoshi Goto、Yeganeh、A.、Tetsuro Sakai：“结合多相流模型和离散元方法对高度集中的床荷进行数值分析”，日本土木工程师学会会刊第 649/II-51 号（2000 年）。

後藤仁志,酒井哲郎,松原隆之: "DSMC 法による非対称砂漣上の浮遊砂拡散過程の数値シミュレーション"海岸工学論文集. 46巻. 536-540 (1999)

Hitoshi Goto、Tetsuro Sakai、Takayuki Matsubara：“使用 DSMC 方法对非对称沙波纹上的悬浮沉积物扩散过程进行数值模拟”海岸工程杂志第 46 卷。536-540 (1999)

後藤 仁志: "Accelerating process of surface-sheared-sand layer" J.of Hydroscience and Hydroulic Engrg., JSCE. 16. 109-115 (1998)

Hitoshi Goto：“表面剪切砂层的加速过程”J.of Hydroscience and Hydroulic Engrg.，JSCE 16. 109-115 (1998)。