剥離せん断層の時空間構造に関する研究

滑脱剪切层时空结构研究

基本信息

批准号：
08750639
负责人：
渡辺勝利
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tokuyama College of Technology
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750639/
关键词：
流れの可視化組織構造剥離せん断層

项目摘要

1.本研究の目的は,水路湾曲部の剥離領域に形成された組織構造に注目し,それらの諸特性を踏まえて剥離せん断層の構造を解明することである.対象とする流れ場は,当初,90度の単湾曲水路を想定していたが,水工学的な観点から,蛇行水路において各実験を行った.2.レーザ流速計を用いた平均流速および乱れの統計量の測定においては,蛇行水路の凸岸下流の剥離領域では、減速域となり主流速の乱れ強度(u),横断方向流速の乱れ強度(w)およびレイノルズ応力(-<uw>^^^-)の横方向分布が,直線水路の流れのそれらに比べて著しく増加することが明らかとなった.また,同領域における主流速,乱れの統計量の鉛直方向分布においても,水表面付近の顕著な減速やそこでの負のレイノルズ応力(-<uv>^^^-)の発生など,通常の壁乱流と異なる特徴が見られた.これらより,剥離領域はきわめて複雑な速度場の構造を有することが明らかとなった.3.剥離領域における組織構造をDPTVを用いて考察した.本手法は,組織構造の流脈形象と速度情報が同時に抽出できるものである.これを流れの縦断面および水平断面に適用した.その結果,剥離領域には流れの3方向に大規模なスケールを有する組織構造が形成され,その形成領域は,高せん断領域と対応することが明らかとなった.また,その組織構造は大規模な二次流れの形成にも重要な役割を果たしていることが明らかとなった.これらの成果をまとめ土木学会論文集に投稿した結果,掲載可となった.4.水平断面では,水平スリット光膜の光量の不足で,鮮明な可視化データを得ることができなかった.これについては,光源に強力なレーザー光を使うなど改良が必要である.この問題を克服し,水平断面におけるせん断構造と組織構造の解明が今後の重要な課題である.

1。这项研究的目的是关注水道曲率弯曲区域中形成的结构，并根据其特性阐明分离的剪切层的结构。最初，假定流场是一个90度的单个弯曲通道，但是从水工程的角度来看，每个实验都是在曲折的通道中进行的。 2。在使用激光流量计测量平均流速度和湍流统计时，曲折通道凸出的凸面沿下游的分离区域的减速区域是一个减速区，是主流速度的湍流强度。已经表明，与线性通道流动相比，（U），横向流速和雷诺应激的横向分布，横向流速的湍流强度（W）显着增加。另外，同一区域中主流速度和湍流统计的垂直分布也表现出与正常壁湍流的不同特征，例如水面附近的显着减速以及那里的负雷诺应激（ - <uv> ^^ - ）。这些结果表明，分离的区域非常复杂。据透露，存在粗糙速度场的结构。3。使用DPTV检查了分离区域中的组织结构。此方法允许同时提取流静脉和速度信息。这应用于流动的纵向和水平横截面。结果，据表明，在分离区域中形成了三个方向的组织结构，并且形成的区域对应于高剪切面积。此外，组织结构是一个大规模的结构。已经揭示了它在模拟二次流的形成中也起着重要作用。这些结果已编译并提交给日本土木工程论文协会，并且有可能发表4。由于水平横截面，由于水平缝隙光学膜缺乏光，无法获得清晰的可视化数据。在这方面，必须进行诸如将强光光作为光源的改进。克服这个问题并阐明水平横截面中的剪切结构和组织结构将是一个重要的问题。