土石流内部に発生するインターフェースに着目した土石流構成則の適用性に関する研究

关注泥石流内部界面的泥石流本构定律适用性研究

• 批准号: 17780118
• 负责人: 堀田 紀文
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17780118/
• 关键词: 土石流; 乱流; 粘性底層; レイノルズ数; 間隙水圧

本研究は,土石流の流動層内における層流と乱流のインターフェースの変化に着目することによって,現在の土石流構成則の適用性について検討すること,土石流における層流〜乱流への流れの遷移を明らかにすることを目的としている.本年度は,昨年度導出したレイノルズ数について,粘性応力項と実験定数の見直しを行い,その位置づけを明確にした.すなわち,Re_1は,ダイラタント流体に一般的に用いられ,相対水深で整理できるという利点はあるが,土石流の粘性係数の次元の違いにより物理的な意味付けが不明確である.Re_2は,運動方程式中の粘性項と慣性項の比で定義されるため物理的な解釈が明確であるが,速度勾配を含むことから特殊な条件下でしか適用できない.また,本年度は水路実験を実施した.水路実験では,微差圧計と自作のダイアフラムを組み合わせた圧力センサーを用いて間隙水圧の測定を行った.実験において,・Re_1,Re_2が良好に対応すること・Re_1,Re_2の大きな実験:条件において間隙水圧が全圧力と等しくなる(=乱流)こと・土石流の流れの遷移領域で,間隙水圧分布が直線から外れることを確認し,結果として,流れの遷移が生じる限界レイノルズ数は,それぞれRe_1=2000,Re_2=20であることが明らかになった.Re_1にその値を代入することによって,遷移時の相対水深を土石流濃.度の関数として定め,相対水深(h/d)20〜30という限られた条件下で層流から乱流への遷移が生じることを示した,次に,Re_2にその値を代入した上で,水流とのアナロジーから粘性底層厚さδを代表長さとして導入すると,h/δを用いることによって,間隙水圧の分布形の変化を伴う連続的な流れの遷移を取り扱うことが可能であることを示した.ここで,Re_δの値は20であるが,これは水流境界層における値(11.6〜100)と同程度である.

This paper discusses the applicability of the present debris flow constitution to laminar flow and turbulent flow in debris flow layers. This year, compared with last year's export, the viscous force term and the fixed number are directly implemented, and the position of the company is clearly defined. The viscosity coefficient of debris flow is not clear in physical terms. The ratio of viscosity term and inertia term in equation of motion is defined clearly in physical terms. The velocity matching is applicable under special conditions. This year, the water supply system has been fully implemented. The water pressure measurement of the differential pressure meter is carried out automatically by combining the pressure measurement of the differential pressure meter with the measurement of the gap water pressure. Re_1, Re_2 are well matched. Re_1, Re_2 are well matched. The correlation number is constant, and the relative water depth (h/d) is 20 ~ 30. Under the condition of limit, laminar flow and turbulent flow are generated. The second is that the value of Re_2 is substituted into the upper part, and the thickness of viscous bottom layer is δ, which represents the length,h/δ. The distribution of interstitial water pressure changes with continuous flow and migration.ここで,Re_δの値は20であるが,これは水流境界层における値(11.6〜100)と同程度である.