組織渦と浮流砂の相互作用に着目した非平衡流砂量の研究

关注组织涡与浮砂相互作用的非平衡泥沙流研究

• 批准号: 62550378
• 负责人: 平野 宗夫
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62550378/
• 关键词: 浮流砂; pick-up rate; 組織渦; 数値シミュレーション

浮流砂量の推定には, 浮遊粒子が乱れに十分追随するものと仮定する拡散方程式に基づく決定論的手法と, 個々の粒子の運動に着目した確率論的手法とがある. 本研究では, 確率論的手法を用いて浮流砂の輸送機構の解明が試みられた. 浮遊粒子のLagrange的運動特性量に対しては実験的考察が加えられ, その運動経路に対してはBasset-Boussinesq-Ossenの式にせん断流れにおいて流体と浮遊粒子の間に相対速度のある場合に粒子に働く揚力の効果を取り入れた運動方程式を基礎式として, 数値シミュレーションが行われた. また, 浮流砂量の算定において重要なパラメータとなる浮流砂のPick-up rateは現在のところ殆ど不明のままであり, ここでは実験的に検討された.(1)浮遊粒子のLagrange的運動特性を明らかにするため, 浮遊粒子の経路上において速度, 加速度の変化過程が検討された. その結果, 河床近傍で発生・発達する大規模渦運動に捕捉された粒子は徐々に主流方向および鉛直方向の速度を増大し, 大規模渦運動から逸脱するまで継続的に上昇運動を行うことが認められた. また, 主流方向の浮遊粒子の速度は流体運動と較べて上昇時に小さく, 下降時には大きくなる傾向を持つことから, Saffmanにより指摘された揚力の影響の無視できないことが実験的に明らかにされた.(2)浮遊粒子の運動経路に関する数値シミュレーションにおいては流体運動に一次マルコフ過程を仮定して計算が行われ, 計算値と実測値とは概ね一致し, 本シミュレーション法の妥当性が検証された.(3)掃流砂のpick-up rateは, 河床上に停止した個々の砂粒の単位時間当りの離脱確率として算定されている. しかし, 浮粒砂の場合, 粒径が小さいことからこの定義に従った測定は困難である. ここでは, 浮粒砂のpick-up ratehは単位面積・単位時間当りの粒子の離脱確率として求められた.

The estimation of drift sand quantity is based on the deterministic method of dispersion equation and the accurate method of particle motion. This study is aimed at clarifying the mechanism of drift sand conveying. The motion characteristic quantity of Lagrange of suspended particles is investigated in detail. The motion path of Lagrange is investigated in detail. The Basset-Boussinesq-Ossen equation is used to calculate the motion of suspended particles. The Pick-up rate of drift sand is now unknown, but it is not clear whether the calculation of drift sand quantity is important. (1)Lagrange's motion characteristics of suspended particles are discussed. As a result, large-scale vortex motion is generated near the riverbed, and the velocity of particles in the main flow direction and vertical direction is increased. The velocity of floating particles in the mainstream direction tends to be smaller than that of fluid motion when it rises and larger when it falls. (2)The numerical value of the motion path of suspended particles is determined by the calculation of the first motion process of fluid motion. The calculation value is consistent with the measurement value. The validity of this method is verified. (3)The pick-up rate of sweep sand is higher than that of sand in the river bed. In the case of floating sand, the particle size is small and difficult to determine. The pick-up rateh of floating sand is the unit area, unit time, and the deviation rate of particles.

项目成果

平野宗夫: 第31回水理講演会論文集. 593-598 (1987)

Muneo Hirano：第 31 届水利会议论文集，593-598 (1987)。

平野宗夫: 第42回年次学術講演会講演概要集. 290-291 (1987)

Muneo Hirano：第 42 届学术会议摘要 290-291 (1987)。

平野宗夫: 第3回水理講演会論文集. 619-624 (1986)

Muneo Hirano：第三届水利会议论文集 619-624 (1986)。