1995 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度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, 研究主任
荒井 信行 北海道開発コンサルタント, 研究部長
清水 康行 北海道大学, 工学部, 助教授 (20261331)
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 |
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| Research Abstract |
従来の双曲型多次元の数値解析法は、各座標方向の風上差分を組み合わせたもので、物理的に不合理であった.Roeらの衝撃波に対するGMD計算法の浅水流への適用を行った.
急流河川では、構造物周辺における水面変化が大きく、また、内部構造も複雑である.水面の移動と同時に、圧力に関する時間微分項がないことが、この様な流れの計算法開発のネックになっている.1つの対策は疑似圧縮法である.上述のGMDを利用し、また、自由水面の計算には、水面近傍に浅水流型の薄層を設けることによって、安全かつ高精度の計算法を開発した.段波の追跡計算を行うと、伝播速度は一次元理論値とよく一致した.
蛇行流路の河床変動数値解法を開発し、流路形状を種々変えた移動床実験を行って、計算法を検証した.これを河岸侵食を許す計算法へ拡張した.これも移動境界の問題である.これには時間とともに変化する一般座標系を用いる方法を開発した.自由蛇行の移動床実験を行い、これと比較して良好な結果を得た.この計算法により、河岸侵食点の予測や砂州の移動と河岸信侵の関係をより精密に検討することが可能になった.
実河川において、出水前後に水制周辺の流れの構造と河床変動を観測した.従来水制を透過する流れの効果が無視できるものとされていたが、実際には土砂の推積が河岸生成に重要な働きをしていることが明らかになった.
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