植生の大変形弾性振動を考慮した穂波発生のメカニズムと物質・エネルギ交換過程の研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650513
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 日野 幹雄 中央大学, 総合政策学部, 教授 (30016323)
• Keywords: 穂波 / 数値シミュレーション / 乱流 / 流体力学的不安定 / 大変形

Research Abstract

(1) 植生層内流れの乱流モデルの構築 : 大気流の乱流を数値シミュレーションするために用いられるSmagorinsky-Schumann型のLES(Large Eddy Simulation)乱流モデルを植生層流に拡張した.
(2) 大変形を考慮した稲の変形計算方法 : 弾性棒列で稲茎葉を模擬し,一本の稲を細かなセグメントに分割し,各セグメントに働く流体力・曲げモーメントによる変位を逐次計算した.
(3) 稲穂の変形によるLADの変化 : 流体計算の一個一個のセル内に存在する変形稲穂からLAD(Leaf Area Dencity)の変化を求め,大気流計算へfeed backするようにした.
(4) 穂波の発生 : ほぼ定常流場に達するまで,稲穂の変形なしの計算を行い,この時点で乱れの発生の種を播き,かつ稲穂の変形を許した.植生境界面には,変曲点不安定による規則的な渦列が発生し,きれいな穂波が下流へと伝播するが,時間の経過とともに稲穂の変形が大気流にフィードバックし,現実に近い穂波現象がシミュレートされた.

Research Products

• [Publications] 日野 幹雄: "大変形を考慮した植生群と大気流との相関場" 第12回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 12. 403-404 (1998)
• [Publications] 日野幹雄・葛生和人: "風に戦ぐ稲穂(穂波)の数値シミュレーションとアニメ表現" 第14回生研NSTシンポジウム講演論文集. 14. 103-107 (1999)
• [Publications] 日野 幹雄: "大変形を考慮した植生境界層流の不安定化と穂波発生機構に関する数値シミュレーション" 水工学論文集. 第43巻. 803-808 (1999)
• [Publications] 日野 幹雄: "特別講演“風と波のゆらぎ"" ゆらぎ現象研究会. 12. 31-41 (1998)