微細な固体粒子を高濃度に含む流れに関する応力構造

与含有高浓度细小固体颗粒的流动相关的应力结构

• 批准号: 15760384
• 负责人: 伊藤 隆郭
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760384/
• 关键词: 微細砂; 固液混相流; 相変化; 流れの規模

申請者は,移動床流れにおける理論河床の位置を外力と粒子の静的な摩擦力との釣り合いから合理的に導出できることを示している.これを踏まえて,移動床上の流砂形態をみると,粗粒子を含む流れでは,土石流は層流層が水面まで到達している流れ(一層流)であり,一方,土砂流・掃流砂流は,層流層の上方に清水流の乱流層が形成されている二層流とみなすことができる.さらに,微細粒子を伴う移動床流れでは,粒子運動の場は乱流拡散が卓越すると考えられるが,力学的な観点からみれば,河床近傍において外力と粒子の静的な摩擦力が釣り合う必要があるため層流層が形成され,その上方には乱流拡散の卓越した層(乱流拡散層)が形成されて,二層流を構成しているものと想像できる.本研究は,上述のような背景と展望のもとに推進した.本年度は,次のような課題に焦点を絞って推進し,理論的検討,および,水路実験の両面から推進した.1.微細粒子を含む流れの特性・応力構造,2.流れの規模と応力構造に関する研究課題1.においては,主として実験による研究を推進した.水路実験を行い,水深,流量,平衡勾配,流速分布および流砂量を測定し,層流層と乱流拡散層の二層構造が現れることを実験データを用いて確認した.これは,初めて得られたデータである.課題2.においては,主に,水路実験において収集されるデータを用いた解析を推進した申請者の以前の研究,すなわち高濃度混相流流れに関する構成則を基にして,レイノルズ数を定義し,それと平衡勾配比の関係を申請者によって得られた実権データを基に解析した.それによると,ある限界レイノルズ数よりも大きくなると,流れの様子が変化する,すなわち,相変化を起こすことが明らかになった.これらの研究成果の一部は,国内外の学会にて発表している.

Applicants are moving bed flow, theoretical bed position, external force, static friction, and reasonable derivation. The sand flow on the moving bed is composed of coarse particles, laminar layer of debris flow, and turbulent layer of clear water flow above laminar layer. In addition, fine particles are accompanied by moving bed flow, and the turbulent dispersion of particle motion field is excellent. In this case, the mechanical point is different, and the external force near the river bed and the static friction force of particles are necessary to form a laminar layer, and the turbulent dispersion layer (turbulent dispersion layer) above is formed. This study is based on the background and prospects mentioned above. This year, the focus of the research is on advancing the theoretical study, and the research on the surface of water channel is advancing. 1. The characteristics of fine particles including flow, the structure of flow, 2. The scale of flow, and the structure of flow. 1. The main research is advancing. Water course, water depth, flow rate, equilibrium matching, velocity distribution and sand flow rate are determined. Laminar layer and turbulent layer and two-layer structure are present.これは,初めて得られたデータである. 2. To advance the previous research of the applicant, the composition of the high concentration mixed phase flow is defined, and the relationship between the balance ratio and the application is analyzed. As a result, the number of boundaries is so large that the flow patterns change, and the phase changes occur. Some of the research results are published by domestic and foreign societies.

项目成果

Shinji Egashira, Takahiro Itho, Kuniaki Miyamoto: "Debris flow simulation for San Julian torrents in Venezuela"Proceedings of the 3rd IAHR Symposium on river, Coastal and Estuarine Morphodynamics RCEM.2003. 976-986 (2003)

Shinji Egashira、Takahiro Itho、Kuniaki Miyamoto：“委内瑞拉圣朱利安洪流的泥石流模拟”第三届 IAHR 河流、沿海和河口形态动力学研讨会 RCEM.2003 论文集。