格子生成法による密度流の数値解析と水理実験による検証

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452367
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 鳥井 清司 京都大学, 農学部, 講師 (40026563)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武本 行正 四日市大学, 経済学部, 教授 (80155051)
• Keywords: 格子生成法 / CIP法 / スーパーパソコン / 数値シミュレーション / 水理実験 / 画像計測 / 密度流

Research Abstract

研究代表者の所属する実験場は、臨海施設であり、海水を容易に実験水路に取り込むことができる。ここでは2種類の実験水路を用いている。1つは、塩水楔を発生させるものであり、下流側に塩水層を発生させて、上流側から淡水を流下させ、水路内で弱混合現象を発生させて、解析を試みるものである。今一つは、完全な2層流を発生させるものである。水路下流から上流へ向かって海水が遡上し、上流から下流へ上層部を淡水が流下する水路である。これらの水路は、上下流からの流入水量が制御できるようになっており、その流量比で、種々の密度流現象が観測できるように工夫している。このような密度流を発生させて、ビデオテープに記録し、パソコンを用いて、画像解析を行えるように、実験装置を工夫した。現在、その精度を高めるために、超音波流量計、パソコンによる計測システムなどを駆使して、画像計測の手順を完成させるべく、試行を繰り返している段階である。
数値実験では、簡単な流体力学のモデルを考えてその検証を進めた。密度差によって発生する振動モデルに関しては、かなりよい成果を得て、ハワイでの国際会議で発表している。この手法をさらに拡張して、2次元の密度流や、3次元の流れにも応用するべく研究を進めている。また、ビデオ画像によって得られた水路内の流れのパターンと、数値シミュレーションによる結果を比較できるように、パソコンに取り込む手法を検討している。
オランダ・デルフト工科大学を訪問する機会があり、そこで開発された格子生成法による数値シミュレーションプログラムを見学することができた。スプライン関数で格子を形成する手法が使われていた。衛星画像等から得られる流れのパターンなどとのリンクすることも、視野に促えられており、環境計測への発展を指向していた。筆者等の研究も方向を考える上で、非常に参考となった。

Research Products

• [Publications] Kano T., Torii K., & Kawamoto H.: "Decreasing Works of Sediment Runoff from Coastal Outfall" Coastal Zone '95 edited by Billy L. Edge, published by ASCE. 361-362 (1995)
• [Publications] Takemoto Y., Torii K.: "Numerical Slimulation on unsteady density flows with free surface" Proc. of the Int, Conf. on Computational Eng. Sci.1041-1046 (1995)
• [Publications] Torii K., Mase T., Hoshi T.,: "Effect of atomospheric correction on satellite image data by Lpwtran model" Proc, of the 16th Asian Conf. on Remote Sensing. S・4・1-S・4・6 (1995)