A Study for the Dynamics of Dunes in Various Environment

不同环境下沙丘动力学研究

• 批准号: 11837017
• 负责人: NISHIMORI Hiraku
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Graduate school of Engineering, Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11837017/
• 关键词: dunes; nonlinear dynamics; granular material; pattern formation; 複雑系; 散逸点の動力学; 散逸系の動力学

In this project, using computer simulations and theoretical analysis, we investigated the pattern formation process of dunes and their dynamics in various environment.Specifically, i) pattern selection mechanism of dunes under unsteady wind, ii) pattern formation of dunes in semi-arid region, iii) dynamics of interacting barchans, and, iv) pattern dynamics of river channels, are intensively studied.For these respective subjects, we found that i) the selection mechanism of dunes' trend under unsteady wind is simply explained by the superposition of linearly unstable modes, ii) the formation of vegetated dunes, especially parabolic, are simulated using a inter-suppression dynamics between plant growth and sand transport. iii) size distribution of barchans can simply be explained using the group-dynamics of dunes. iv) dynamics of river channel is treatable using a similar model as that for dunes.Through the research process of these subjects, we got fundamental methodology for the unified mathematical treatment of various geo-morphological processes, which is the next issue of our study.

本课题采用计算机模拟和理论分析相结合的方法，对不同环境下沙丘格局的形成过程及其动态进行了研究，具体包括：1)非定常风作用下沙丘格局的选择机制；2)半干旱地区沙丘格局的形成机制；3)沙丘相互作用的格局动态；4)河道格局动态。对于这些研究对象，我们发现：1)非定常风下沙丘趋势的选择机制可以用线性不稳定模式的叠加来简单地解释；2)植被沙丘的形成，特别是抛物线沙丘的形成，可以用植物生长和输沙之间的相互抑制动力学来模拟。3)沙丘的大小分布可以简单地用沙丘的群体动力学来解释。4)河道动力学可以用与沙丘相似的模型来处理，通过这些学科的研究过程，我们得到了各种地貌过程的统一数学处理的基本方法论，这是我们下一步研究的问题。

项目成果

H.Momiji, H.Nishimori, S.R.Bishop: "On shape and migration speed of a proto-dune"Earth Surface Processes and Landforms. 27. 1335-1338 (2002)

H.Momiji、H.Nishimori、S.R.Bishop：“原始沙丘的形状和迁移速度”地球表面过程和地貌。

H.Nishimori et. al.: "Subject-book of Complex Systems (in Japanese, FUKUZATSUKEI NO JITEN)"Asakura syoten, Tokyo. (2001)

H.Nishimori 等。

西森拓, 田仲浩久: "植物の成長を考慮した砂丘のモデル"数理解析研究所講究録. 1184. 41-49 (2001)

Taku Nishimori、Hirohisa Tanaka：“考虑植物生长的沙丘模型”数学科学研究所 Kokyuroku。1184. 41-49 (2001)。

西森 拓: "物理学論文選集XI 粉粒体の物理学"日本物理学会. 124 (1999)

Taku Nishimori：《物理论文选集 XI 粉末和颗粒物理学》日本物理学会 124（1999）。

西森拓: "植生を考慮した砂丘モデル"数理解析研究所講究録. 1184. 41-49 (2001)

Taku Nishimori：“考虑植被的沙丘模型”数学分析研究所的 Kokyuroku 1184. 41-49 (2001)。