1993 Fiscal Year Annual Research Report
二次元数値計算法による都市域急流河川の安全評価システムの開発
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05555141
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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) |
西本 直史 日本建設コンサルタント, 研究員
山下 恭正 北海道開発コンサルタント, 水工部, 研究主任
荒井 信行 北海道開発コンサルタント, 水工部, 研究部長
清水 康行 北海道開発局, 開発土木研究所, 河川研究室長
森 明巨 北海道大学, 工学部, 助手 (00001339)
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| Keywords | 数値解析 / 河床変動 / 急流河川 / 河川構造物 / 跳水 / 段波 / フルード数 / 三次元モデル |
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| Research Abstract |
双曲型方程式に対する非構造格子の二次元Genuinly Multy Dimensional(座標系に依存しない風上差分)型の計算法の理論開発を終え、試作プログラムを作った。矩形断面水路のフルード数=1.43となる等流中に瞬間的に円柱をおいたときの非定常流を計算した。円柱前面から発生するマッハ波やこれが河岸に達して形成される段波など射流の特徴的な挙動を良好に再現した。また、下流端にセキをおいたとき段波の伝播速度を調べ、一次元理論とよく一致することを確かめた。
これを石狩川に計画されている遊水池周辺の流れに適用してみた。遊水池への流入部はフルード数が4程度にもなるが、模型実験結果と比較、検討しかなり良好な結果が得られることがわかった。現在、楕円型方程式にたいする適用研究を進めている。
準三次元モデルを試作した。深さ方向の変化を完全に考慮しているのは剪断力項のみで、その他の項は局所等流近似である。水制周辺の流れに適用し、比較的良好な結果が得られたが、流れの急変部においては、若干、過敏な反応を示すことがわかった。このため、急変部に対応するのには、少し精度をあげる必要があると思われる。現在、これについて検討を進めている。
砂州河川にセキを設けたときの砂州の挙動を解析するプログラムを作製し、現在、テスト計算を行っている。
多くの床止が設置されている豊平川の大型模型実験の再現計算が進められ、上、下流端や河岸水際線など、主として境界条件の扱いについての検討が進められている。
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