1991 Fiscal Year Annual Research Report
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03650426
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
平野 宗夫 九州大学, 工学部, 教授 (50037850)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大本 照憲 熊本大学, 工学部, 助教授 (30150494)
橋本 晴行 九州大学, 工学部, 助教授 (70117216)
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| Keywords | 浮遊粒子 / 火山灰 / 飛散距離 / 数値シミュレ-ション / せん断乱流場 / 土石流 / 粒度分布 / 環境汚染 |
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| Research Abstract |
桜島の火山活動は1972年項より活発化し、近年になっても衰えを見せず、鹿児島地方気象台における桜島の新規火山灰の堆積量は、1985年には年間15.9kh/m^2に達し、1955年以降最高の1978年に記録された4.5kg/m^2の約3.5倍であった。鹿児島県の降灰観測所27地点の比較でも、同様の比較で約2.9倍に達し、それ以前の観測記録を更新している。また、1985年の爆発回数も記録最大の年間474回に達し、多量の火山灰や噴石を島内だけでなく、その周辺部に放出し、当地域の農作物に大きな被害を与えた。更に、山腹に堆積した火山灰や噴石は、各河川を土石流となって流下して住民の脅威となった。流域 における火山灰の分布を知ることは、土石流の流出予測および災害防止のために不可欠であるが、激しい火山活動時においては、火口より半径数キロメ-トル以内は立ち入り禁止区域となり、その範囲の降灰量の観測は実現不可能な状況となるのが一般的である。そのため、降灰モデルに基づく降灰量の理論予測が必要となる。本研究では、降灰量を桜島上空の風向、風速および爆発高度に関するデ-タから、その確率分布を考慮し、鹿児島県下の降灰観測資料を用い、県内の堆積厚分布および火口における放出火山灰量の推定法を提案した。また、降灰の粒度分布特性に関する理論式を提示し、観測資料と比較検討を行うことによって、理論式の適合性が良好であることが示された。
次に、火山灰の飛行過程をBassetーBoussinesq Oseenの式にSlipーShear Motionによる揚力の効果を加えた運動方程式を基礎式として数値シミュレ-ションを試みた。その際、流体粒子の運動モデルに一次マルコフ過程を適用し、浮遊粒子の上昇時および下降時における抗力、圧力勾配、バセット項、揚力等の各項の寄与について比較検討を行った。浮遊粒子の軌跡に関する実測値と計算値を比較した結果、本数値シミュレ-ション法の妥当であることが検証された。
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[Publications] 大本 照憲、平野 宗夫: "二次流の浮流砂濃度分布への影響" 第10回混相流シンポジウム. 73-76 (1991)
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[Publications] 大本 照憲、平野 宗夫: "縦渦列の安定性に関する一考察" 第23回乱流シンポジウム. 322-328 (1991)
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[Publications] 大本 照憲,平野 宗夫,天野 光歩: "瀬割堤下流部の二次流および河床形状について" 土木学会第46回年次学術講演会 講演概要集第II部. 774-775 (1991)
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[Publications] 松尾 誠,大本 照憲,平野 宗夫: "側壁粗度の偶角部二次流および河床形状について" 土木学会第46回年次学術講演会 講演概要集第II部. 768-769 (1991)
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[Publications] 大本 照憲,平野 宗夫,天野 光歩,松尾 誠: "河川合流部の大規模渦構造と河床形状" 水工学論文集. 36. 373-378 (1992)
