1997 Fiscal Year Annual Research Report
都市域急流河川における床止の最適設計数値システムの開発
| Project/Area Number |
09450185
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
板倉 忠興 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70001138)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崇田 徳彦 北海道開発庁開発土木研究所, 研究員
西本 直史 日本建設コンサルタント(株), 研究主任
山下 恭正 北海道開発コンサルタント(株), 研究主任
森 明巨 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00001339)
清水 康行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20261331)
|
|---|
| Keywords | 都市域急流河川 / 床止 / 最適設計 / 数値解析 / 乱流モデル / 砂州 / 二次元解析 / 数値システム |
|---|
| Research Abstract |
1.二次元の双曲系に特性帯理論を使うと偏微分方程式が常微分方程式になり、数値解析には大変都合がよい.しかし、多次元流の数値解法に多次元の特性帯理論を使うのは二次元問題ほど簡単ではない.多次元では一般に常微分方程式にはならないからである.また、特性波の選択には任意性があって、より適切な選択法について多くの議論がなされてきたが、まだ、コンセンサスがない.
本研究では選択法について出きる限り簡略な表現を目指した結果、特性波の物理的性質を最大限に活かした合理的な選択法が得られた.この結果を2DHについて細かく吟味し、物理的な性質から本質的に常微分方程式とはできないことを示した.
さらに、2VD,3Dにおけるこの特性波構造との類似性を検討し、共通する構造を持つ合理的な組み合わせを得た.この選択が優れた特性を持つことを数値的に実証した.
2.多次元問題を次元別に特性帯理論を使う次元分割法は、やや厳密さに欠けるが上記の意味での曖昧さがなく、また、取扱いが簡単なため実際的である.これを二次元浅水流に適用し、更に、河床変動計算へ適用してみた.実測値との比較すると、細部に違いが見られた.しかし、大局的に再現性は良好で、取扱いは簡単でしかも安定であり、実際的な方法であることがわかった.
3.1D問題については、流れの計算法、河床変動の計算法は終了した.現在、2層流への適用を図っており、基礎方程式の書き換えが終了した.
|
