河床地形動力学のための水深平均流体モデルの構築

河床地形动力学深度平均流体模型的构建

• 批准号: 07F07116
• 负责人: 泉 典洋
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07116/
• 关键词: 水深平均流体モデル; 浸透流; 湧水侵食; ガリ; 線形安定解析; 卓越波長; 砂州; 横断方向掃流砂量; 地形スケール; ダルシー則; 浅水流方程式; 河川流; デューン; 静水圧分布; 水深方向加速度; 数値シミュレーション; 位相遅れ

今年度は,主として浸透流によるガリの形成に関する実験と,新しい掃流砂量式を用いた砂州の線形・弱非線形安定解析を行った.浸透流によるガリ群の形成実験では,これまでプラスチック粒子を用いていたが,実際の砂を用いた実験を行った.プラスチック粒子の場合,浸透流量が大きく,ガリの発生・発達が急速に進むのに対して,実際の砂を用いた実験では発達速度が遅く,ガリ頭部の分岐が頻繁に生じることが明らかとなった.河川の掃流砂量を見積もる際に良く用いられるのは,掃流層下面で限界掃流力に達しているというバグノルドの仮説である.横断方向に勾配を有する河床上ではこの仮説が成り立たないことが近年指摘されている.バグノルドの仮説を用いると横断方向の過小勾配の影響が過大に評価されるため実際の土砂輸送量と一致しなくなる.横断方向に局所勾配を有する河床上の横断方向掃流砂量が重要となる砂州の安定解析では,これは致命的なエラーを与える可能性がある.そこで,新たに提案された横断方向に河床勾配を有する場合の横断方向掃流砂量式と水深平均流体モデルを用いて,砂州の線形および非線形安定解析を行った.新たに提案された掃流砂量式はベクトル形式で書かれており,解析に用いるには扱い難いという欠点がある.そこで内挿式を作り,更に微小勾配の周りにテーラー展開することによって解析に使いやすい掃流砂量式を導いた.解析の結果,これまで余り精度良く予測できなかった砂州の波長や位相速度の予測精度を向上させることが可能となった.

This year, the main reason for the formation of seepage flow is that the new sweep sand quantity formula is used in the linear and weak nonlinear stability analysis of sand state. The formation of permeation flow and particle groups has been carried out. In the case of particles, the infiltration flow rate is large, the occurrence of separation is rapid, the actual sand is used, the occurrence of separation is frequent, and the occurrence of separation is frequent. The amount of sand swept by the river is well used when it is accumulated, and the sweeping force below the sweeping layer is limited. In the transverse direction, there is a connection between the river bed and the river bed. The influence of too small cross-sectional alignment on soil and sand transport is too large. The cross-directional sand sweep on the riverbed is important for stability analysis of sand states, and is fatal for the possibility of cross-directional sand sweep. New proposals are proposed for the application of cross-directional sweep flow equations and depth-averaged fluid flow equations in the case of cross-directional bed alignment, linear and nonlinear stability analysis of sand states. The new proposal is to sweep the sand quantity formula to the form of the book to write, analyze the use of the middle to the middle to the difficult to the middle to the point. This is the first time that a person has ever been involved in an investigation. As a result of the analysis, the residual accuracy is good, and the prediction accuracy of the wavelength and phase velocity of the sand state is high.

项目成果

Linear stability analysis of escarpment planforms by groundwater sapping

地下水侵蚀引起的陡坡平面线性稳定性分析

• 发表时间: 2009
• 期刊: Annual Journal of Hydraulic Enginee ring, JSCE Vol.53
• 作者: A. Pornprommin;N.Izumi
• 通讯作者: N.Izumi

Linear stability analysis of channelization by seepage erosion

渗流侵蚀渠道化线性稳定性分析

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc. 6th IAHR Symposiumon River, Coastal and Estuarine Morphodynamcis 6
• 作者: Pornprommin;A.;N. Izumi
• 通讯作者: N. Izumi

湧水侵食によるガリの発達プロセスに関する実験的研究

泉水冲刷沟壑发育过程的实验研究

• 发表时间: 2009
• 期刊: 理論応用力学講演会講演論文集 12
• 作者: 竹井義博;Adichai Pornprommin;泉典洋
• 通讯作者: 泉典洋

Experimental study of channelization by seepage erosion

渗流侵蚀渠道化试验研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.11
• 作者: Pornprommin A.;Izumi N.
• 通讯作者: Izumi N.