1995 Fiscal Year Annual Research Report
環境に配慮した水理構造物周辺流動の非定常応答特性に関する研究
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07650597
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
冨永 晃宏 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (60135530)
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| Keywords | 非定常流 / 複断面流れ / 樹木群流れ / 洪水流 / 横断方向せん断流れ |
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| Research Abstract |
本年度は、低水路護岸や高水敷植生が洪水時に受ける現象を検討した。流量が時間的に変化する洪水流を実験室で再現するためにインバータ-モーターと電磁流量計による流量制御システムを用い、パーソナルコンピュータによって波形制御およびデータ収集の自動システムを構築した。実験はプロペラ流速計および電磁流速計を用いた流量変化時の流速の点計測と、容量式波高計による波高の計測を同時に行い、3次元乱流構造の変化過程を時々刻々追跡した。実験条件として、対称および非対称の複断面水路における非定常流と高水敷の両側もしくは片側に樹木群模型を設置した対称複断面水路における非定常流を設定した。
複断面の場合、単断面に比べて低水路で非定常性が著しく強くなり、流速のピークがかなり速い時間に現れることが示された。複断面水路の高水敷に樹木群がある場合、水位および低水路流速のピーク到達時間はほぼ等しいが、2重ピークの形状が異なった。増水期と減水期の低水路平均流速の非定常性は樹木列がある方が大きくなり、特に低水路近くに樹木群がある場合この傾向が強いことがわかった。非定常流では樹木群境界において定常流より大きな流速勾配と大きな乱れが生じる。また、樹木群区間を短くした場合の水位変化を検討した結果、樹木群上流は抵抗により堰き上げられ貯留効果を示し、樹木群内で急激に水位が減少し、下流にもこの変動の影響が及ぶことが明らかにされた。1次元の運動方程式の数値計算によって洪水追跡計算を試みた。合成粗度係数を実験値から経験的に与えることにより実験値を良好に再現でき,樹木群を有する河道の水位の数値予測が可能であることが示された。
次年度は,水制やわんどを通過する非定常流の水理特性を検討し,大規模渦構造および河床変動の時間変化を追跡するとともに,さらに2次元平面流れの基礎式に基づく非定常流の数値計算を試みる。
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[Publications] Tominaga,A. 他2名: "Hydraulic characteristics of Unsteasy Flow in open Channels with Flood Plains" Proc. of 26th IAHR Congress, London. Vol. 1. 373-378 (1995)
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[Publications] 冨永晃宏 他3名: "高水敷樹木群を有する複断面河道の非定常流の水理特性" 水工学論文集. 40(発表予定). (1996)
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[Publications] 冨永晃宏・長尾正志: "高水敷樹木群の洪水流に及ぼす水理的影響" 河道の水理と河川環境シンポジウム論文集. 2. 67-72 (1995)
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[Publications] 冨永晃宏 他3名: "高水敷樹木群を有する河道の3次元乱流構造" 土木学会中部支部研究発表会講演概要集. 145-146 (1996)
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[Publications] 冨永晃宏 他2名: "高水敷樹木帯を有する河道非定常特性とその数値計算" 土木学会中部支部研究発表会講演概要集. 151-152 (1996)
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[Publications] 冨永晃宏 他2名: "透過水制周辺の流れ構造" 土木学会中部支部研究発表会講演概要集. 135-136 (1996)
