浮遊砂流れにおける組織構造が及ぼす粒子濃度変化および乱流変調に関する研究

悬浮泥沙流结构引起的颗粒浓度变化及湍流调制研究

• 批准号: 09J04248
• 负责人: 野口 和則
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04248/
• 关键词: 浮遊砂流れ; 河床波流れ; 粒子・流体の相互作用; 乱流変調; PIV; PTV; ADV

(1)浮遊砂流れにおける粒子と流れの組織構造に関係について我々の研究では水路底面からの局所的な低速上昇流による粒子濃度の増加を定性的に評価することに成功しており,これをさらに詳細に検討した.その結果,粒子の輸送量を評価できる粒子フラックス値が,低速上昇流・高速下降流発生時に卓越することが示され,粒子の輸送に流れの組織構造が大きく影響していることを示した.また流体中に混入した粒子の径が大きければ流体の乱れが増大し,粒径が小さければ乱れが減衰することを実験的に示した.さらに,この増減のクリティカルな粒径がKolmogoroffスケールとほぼ一致することを示唆した.(2)河床波流れの発達過程における流れ場の変化特性について河床波流れにおける逆流の発生が流れ構造を大きく変化させていることが再確認され,特に瞬間レイノルズ応力の増大が顕著であった.この値は粒子浮上に関わる要素とされており,本研究でも逆流が存在する流れで粒子浮上領域が大きく検出された.また,数値計算によって実験では計測困難な鉛直-横断平面の流れ構造を示し,逆流の存在が横断方向の流れを増大する傾向を示した.さらに逆流域背後に発生するボイル渦の3次元性に注目し,渦による粒子の拡散を計測した.ボイル渦(低速領域)の横断方向領域において,近接する高速流体に引っ張られるように流れの方向が変化し,横断方向流速成分が大きくなる傾向が見られた.これは数値計算によっても再現された.さらにこの流れに粒子が追随し,徐々にボイル渦外部へ運搬される様子が確認された.(3)超音波ドップラー流速計(ADV)による高粒子濃度流れの計測砂粒子ではなく軽量のポリスチレン粒子を使用して,洪水流のような高粒子濃度の浮遊砂流れを実験室の流れで再現した.このような高濃度浮遊砂流れではADVは非常に有効な計測手段である.計測結果として,ADV信号の反射強度を使用して流速だけでなく粒子濃度の計測も可能であることが実験的に示唆された.

(1) the floating sand flow, the particle flow, the particle flow, the sand flow, the particle flow, the particle density, the temperature, the temperature, the temperature, The result of the experiment shows that the particle mass transfer volume does not affect the particle temperature, the low-speed upflow, the high-speed downflow, the low-speed upflow, the high-speed downflow, the low-speed upflow, the high-speed downflow, the high-speed The particles are mixed into the fluid, the particles are large, the fluid is messy, the particle size is small, the particle size is disorderly, the decay is weak, and the particle size is small. The flow characteristics of riverbed waves and currents in the riverbed due to the arrival of the riverbed waves and currents. The riverbed waves and currents are not sensitive to the flow characteristics. The riverbed waves and currents are sensitive to the atmospheric pressure. The riverbed waves and currents are in the process of increasing the flow characteristics. The riverbed waves and currents are sensitive to the atmospheric pressure. The particles float on the surface of the particles. In this study, the countercurrent exists and the particles float on the field. There is a cross-sectional flow in the cross-sectional plane, and there is a cross-sectional flow in the opposite direction. In the back of the basin, there are three dimensions of attention, and the particles are scattered. In the low-speed field, the cross-sectional field is closely connected with the high-speed fluid, which leads to the flow in the direction of the flow, and the flow velocity in the transverse direction. Please count the number and calculate that you will see it again. The flow of particles follows the flow of particles, and the flow of particles follows the flow of particles. (3) Ultrasonic flow velocity measurement (ADV), high particle flow, sand particles, high particle flow, high particle flow and high particle flow. There is a great deal of calculation in terms of sand flow, sand flow, ADV, etc. The calculation results show that the reflection strength of the ADV signal is instigated by the temperature, flow velocity, particle temperature, temperature and temperature.

项目成果

Particle–turbulence interaction and local particle concentration in sediment-laden open-channel flows

• DOI: 10.1016/j.jher.2009.07.001
• 发表时间: 2009-10
• 期刊: Journal of Hydro-environment Research
• 影响因子: 2.8
• 作者: K. Noguchi;I. Nezu

Turbulence Structure and Sediment Flux over Developing Dunes

发展中沙丘的湍流结构和沉积物通量

• 发表时间: 2009
• 作者: Noguchi,K.;Nezu,I;山口繁幸;Kazunori Noguchi;山口繁幸;野口和則;遠藤克;野口和則;山口繁幸;遠藤克;Kazunori Noguchi;山口繁幸;Masaru Endou;Kazunori Noguchi
• 通讯作者: Kazunori Noguchi

Experimental and Numerical Investigation of Turbulent Structure over Developing Sand Dunes

发育中沙丘湍流结构的实验与数值研究

• 发表时间: 2010
• 作者: Noguchi,K.;Nezu,I;山口繁幸;Kazunori Noguchi
• 通讯作者: Kazunori Noguchi

3-D Coherent Struture of Kolk-Boil Vortex and Sediment Lift-up over Dunes

Kolk-Boil 涡流的 3-D 相干结构和沙丘上的沉积物提升

• 发表时间: 2009
• 作者: Noguchi,K.;Nezu,I;山口繁幸;Kazunori Noguchi;山口繁幸;野口和則;遠藤克;野口和則;山口繁幸;遠藤克;Kazunori Noguchi;山口繁幸;Masaru Endou;Kazunori Noguchi;山口繁幸;山口繁幸;Kazunori Noguchi
• 通讯作者: Kazunori Noguchi

浮遊粒子を伴うことによる河床波流れのボイル渦発生周期の変化と乱流変調について

悬浮颗粒的存在导致沸腾涡产生周期的变化和河床波的湍流调制

• 发表时间: 2009
• 期刊: 応用力学論文集 12
• 作者: 禰津家久;秋本哲朗;中島与博;野口和則
• 通讯作者: 野口和則