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河床波の形成とその変形に関する数値流体力学的研究

河床波浪形成与变形的计算流体动力学研究

基本信息

批准号：
63613509
负责人：
綾史郎
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63613509/
关键词：
移動床流れ数値流体力学 k-εモデル河床波浮遊砂流砂量

项目摘要

本研究は、急速な進歩を見せている計算機ハードウエア・ソフトウエアを援用して、河川にみられる水流と河床材料の相互作用により生じる小・中規模河床形態、流砂量、抵抗則等に対して、数値流体力学的な研究を進め、河川における移動床水理学への応用を図ろうとするものである。得られた研究成果を略記すれば以下のようである。1)河床波の実体と発生・発達に関する理論的研究:流れの水理学的特性、河床材料特性の異なった河川における河床波の実態を明らかにするために、現地河川における資料、河床波の発生、発達過程に関する室内実験資料を収集し、整理した。2)河床波と河床波上の流れに関する数値実験的研究:河川流は、水域の境界形状の影響を強く受けるため、境界形状の表現が容易で、正確な表現の可能な一般曲線座標系を導入した数字モデルを導いた。すなわち、自然座標系、高精度差分法を用いた平面二次元数値モデルを構築し、流砂の堆積による河床の変形と、流れの解析について数値実験を進め、数値予測の可能性とそのレベルについて検討した。一方浮遊砂流については、乱れレイノルズ数が低い領域を考慮したk-εモデルを混相流に拡張し、固相と液相の乱れ速度の差に起因する相互作用項を含んだ鉛直2次元モデルを提案した。モデルの数値解析により、流速分布、濃度分布、乱れ特性量を求め、従来の実験結果と比較した結果、本モデルの有用性が確かめられた。3)河床波と河床波上の流れに関する実験的研究:河床波と河床波上の流れに関する基礎的な水理実験を行った。特に、この種の課題で問題となる非定常流砂量の測定法の開発を中心に行い、実時間データ処理が可能で、簡易な自動計測法である、流砂の衝突音を利用した、"音響による流砂量計測法"の開発を行った。

This research is based on the rapid progress of the computer system The interaction between river flow and river bed materials is small・Medium-scale riverbed morphology, flow sand volume, resistance rules, etc., research on numerical fluid dynamics, and river hydraulics, moving bed hydraulics, etc. The results of the research are summarized in the following summary. 1) Research on the theory of river bed wave formation and development: characteristics of flow hydrology, river bed material properties, and river bed wave formation. We have collected and sorted out the data on the current state of the river, the current river flow data, the riverbed wave production, and the progress of the river flow. 2) Research on the number of riverbed waves and the number of flows on the riverbed waves: the influence of the river flow and the shape of the boundary of the water area, the influence of the strong and the affected It is easy to express the state shape, and it is possible to express the state shape accurately. It is possible to import the general curve coordinate system and to guide the digital image.すなわち, natural coordinate system, high-precision difference method, いた plane two-dimensional number, つモデルを construction, の quicksand accumulation による river Bed の変shapedと, flow れのanalytic についてnumerus値娟験を进め, numerologypredictionのpossibilityとそのレベルについて検 Discussionした. Floating sand flow on one side, low flow area, mixed phase flow, mixed phase flow, etc. The reason for the difference between the velocity of the solid phase and the liquid phase is the interaction term, and the vertical 2-dimensional space is proposed.モデルのNUMERICAL ANALYSISにより, flow velocity distribution, concentration distribution, random characteristic quantity を seeking め, 従来の実験RESULTS と comparison した results, モデルの usefulness がかめられた. 3) Research on riverbed waves and riverbed waves, and the flow of water on the riverbed: the basics of riverbed waves and riverbed waves. The problem of the special subject and the unsteady flow sand amount measurement method and the possibility of opening the center and processing the timeで, simple automatic measurement method, quicksand conflict sound utilization, "sound quicksand amount measurement method" open method.