複雑な境界条件を有する水域における密度流現象の水理学的研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550405
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 綾 史郎 京都大学, 工学部, 講師 (00026361)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細田 尚 京都大学, 工学部, 助手 (10165558) ; 松尾 直規 中部大学, 工学部, 助教授 (20093312) ; 井上 和也 京都大学, 工学部, 助教授 (50026126) ; 岩佐 義朗 京都大学, 工学部, 教授 (50025821)
• Keywords: 開水路流 / 密度流 / 一般曲線座標系 / 河口水理 / 湖沼水理 / 貯水池水理 / 乱流モデル

Research Abstract

1.密度流現象の高精度数値モデルの開発と適用(綾):複雑な路床形状を有する水域における密度流現象を解析することを目標として、路床形状の正確な表現に有利な、一般曲線座標系による2次数学モデルを構成した。数値実験は、路床形状の界面混合に与える影響を検討することを主目的として行ない、その結果、数値モデルの妥当性が検討されると共に、路床に存在するハンプの影響により、2層間の界面混合が強く変化し得ることが明かとなった。2.河口における密度流現象の研究(岩佐・井上):河口における海水侵入の課題に対して、デカルト座標系による準3次元的河口密度流解析モデルを開発した。河口は空間スケ-ルの変化が大きく、流れの主方向も変化するので、湾奥部では粗い格子を、河川部では細かい格子を用いて接合する細粗格子モデル、ならびに、主流方向の変化点において、座標系の回転を行うことにより複雑な地形を表現するモデル化を行い、現地河川への適用を行った。3.貯水池における密度流現象の研究(松尾):貯水池は、平面形状、縦断形状もきわめて複雑であることから、直交曲線座標系(鉛直方向には直線とする)による準3次元数学モデルを用いた貯水池の流動と富栄養化の解析法を開発した。得られたモデルは、山間部、河口部の貯水池の富栄養化予測の問題に適用され、従来のモデルでは得られなかった滞留現象と富栄養化現象の関係を明らかにした。4.乱流拡散現象のモデル化に関する理論的研究(細田):路床・側壁に凹凸のある水路における詳細な流れの特性を把握することを目標として、乱れレイノルズ数の低い領域を考慮した、kーε乱流モデルを用いた流れの解析モデルを開発した。数値モデルは実験結果をほぼ再現していることが確認された。計算結果はkとεの境界条件に関するパラメ-タや計算格子間隔に依存することから、普遍的なモデルを作成するためにはより一層の検討が必要である。

Research Products

• [Publications] 岩佐義朗: "無巻水路トンネル内の流れの低抗則について" 京都大学防災研究所年報. 34ーBー2. 337-353 (1991)
• [Publications] 長田 信寿: "平面多層モデルによる貯水池の水質変化過程に関する研究" 土木学会第46回年次学術講演会講演概要集. 2. 486-487 (1991)
• [Publications] 佐竹 康孝: "汽水湖における塩分浸入の挙動の数値解析" 土木学会第46回年次学術講演会講演概要集. 2. 490-491 (1991)
• [Publications] 大久保 忠彦: "一般曲線座標系を用いた2次元密度流解析" 土木学会第46回年次学術講演会講演概要集. 2. 714-715 (1991)
• [Publications] 田中 正博: "3次元数値解析モデルを用いた塩分遡上現象の数値実験的研究" 平成3年度関西支部年次学術講演会講演概要. 65-1-65-2 (1991)
• [Publications] 大久保 忠彦: "一般曲線座標系による鉛直2次元流れの解析" 平成3年度関西支部年次学術講演会講演概要. 62-1-62-2 (1991)