1990 Fiscal Year Annual Research Report
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02650351
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
板倉 忠興 北海道大学, 工学部, 教授 (70001138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 明巨 北海道大学, 工学部, 助手 (00001339)
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| Keywords | 河川断面変化部 / 複断面水路 / 開水路の2次流 / 開水路流の数値計算 / 河道変化 / 洪水流 / 水制 |
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| Research Abstract |
1.河川断面急変部の流れの解析(板倉):実験水路内で側岸からの水制状の突起物がある場合の流れの構造を、本研究費で購入したレ-ザ-流速計によって詳細に測定し、流れの3次元構造を明らかにした。水制直上流の側壁側には三角形の死水域が形成される。その外側はポテンシアル流的流況を呈するが、流向は河床に近いほど水路中央向きとなる。水制の直前面における流れは、水深のほぼ中央付近で分かれ、上昇および下降の2方向に向かって流れる。すなわち、いわゆる首飾り渦の上方にもう1個回転方向が反対の渦が生じ水路横断方向に軸を持つ2つの渦が、水深方向に上下に2個存在する。一般の水路狭窄部の流れの場合、側壁近傍における流れは下降流のみであることと比較して極めて特徴的である。以上の2次流は静水圧分布の仮定のもとでは再現できず、本研究で開発された3次元の非静水圧数値計算モデルによって良く説明できることが明らかとなった。
2.複断面蛇行河川の流れの研究(森):複断面を持つ河道の彎曲部における流れの解析モデルを開発し、大型計算機による数値シミュレ-ションを行った。特に、蛇行河道流と氾濫流または高水敷流との相互干渉効果に着目した2次元数値解析モデルである。計算法としては、実際河川のような幾何学的に複雑な境界条件にも対応できる有限要素法を採用した。本解析モデルを留萌川昭和63年洪水に適用して検証を行った結果は次のようである。低速な氾濫流が蛇行河道流中へ流入する部分では、運動量の流入によって見かけの抵抗が増加し、水位が上昇して水面勾配が増大する。また、その個所が彎曲の外岸側の場合には反転らせん流が発生し、河床の最深部が流心部へ移動する。河道流が氾濫原へ乗り上げる個所については、外岸側では強い河岸侵食が生じ、現地の河岸決壊個所とも良く一致する。以上の現象は本研究のモデルによって初めて予測可能となったものである。
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