火砕流の流動機構とその到達範囲の予測に関する研究

火山碎屑流流动机制研究及范围预测

• 批准号: 04201231
• 负责人: 橋本 晴行
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04201231/
• 关键词: 火砕流; 粒子流; 粉体流; 土石流; 火山

本研究は、乾燥した粒子流に関する実験を行い、その流下形態や抵抗則を調べるとともに、この結果を用いて火砕流のモデルを提案する。まず、急勾配の開水路において、水路勾配、材料の粒径、水路低面粗度を種々変化させて粒子流を発生させた。この観察から、流下形態には2種類存在し、水路勾配が約30ﾟ付近では層状タイプが、勾配が約40ﾟ付近では分散タイプの流れが存在することが分った。これらは流砂量や粒径にも依存し、流砂量が大きく、粒径が小さくなると層状タイプの領域が増加し、分散タイプの流れが現われにくくなる。次に、流速分布、表面速度、流速係数、輸送濃度を調べた。その結果粗面上では表面流速・摩擦速度比や流速係数は層厚・粒径比に対して増加するが、層厚・粒径比が100付近でそれらは一定となる。滑面方では表面流速・摩擦速度比、流速係数は、層厚・粒径比に対してはぼ一定となる。これは土石流の特性とよく類似していることが分った。さらに、粗面上の層状流れについて、土石流に対して得られた粒子間応力式を用いて理論解析を行った。それは実験結果をよく説明することができた。最後に、火砕流の流動モデルとして、火山ガス、水蒸気および微細土砂が高密度流体を形成し、これが粗粒な砂礫を輸送するものと考えた。上記の粒子流の成果を基にして、運動方程式、連続式を求め、1991年6月3日運仙において発生した火砕流について再現計算を行い、火砕流の到達距離の比較を行った。

In this study, the effects of drying on particle flow, flow patterns, and resistance were investigated. The particle flow is generated by changing the particle size of materials and the roughness of water channels. There are two kinds of water flow patterns, one is close to the water flow pattern, the other is close to the water flow pattern, the other is close to the water flow pattern. The amount of sand flow depends on the particle size, the amount of sand flow increases, the particle size decreases, the stratified area increases, and the dispersion increases. Secondary, velocity distribution, surface velocity, velocity coefficient, transport concentration are adjusted. As a result, the surface velocity, friction velocity ratio, velocity coefficient, layer thickness and particle size ratio increase, and the layer thickness and particle size ratio are close to 100. Surface velocity, friction velocity ratio, velocity coefficient, layer thickness, particle size ratio, etc. The characteristics of debris flow are similar. A theoretical analysis of stratified flow and debris flow on a coarse surface is carried out. The result of the test is: Finally, the flow of fire, volcanic gas, water vapor and fine sand for the formation of high-density fluid, such as coarse sand transport The results of particle flow mentioned above are based on the equation of motion, the calculation of continuous equations, the calculation of the occurrence of fire flow on June 3, 1991, and the comparison of the arrival distance of fire flow.

项目成果

木藤 賢一,平野 宗夫,橋本 晴行: "急勾配水路における乾燥粉体流の特性" 水工学論文集. 37. (1993)

Kenichi Kito、Muneo Hirano、Haruyuki Hashimoto：“陡坡水道中的干粉流动特性”《水利工程学报》37。（1993）