2002 Fiscal Year Annual Research Report

開水路乱流における水・空気界面現象の解明と組織乱流がガス交換に及ぼす影響評価

Research Project

Project/Area Number	12450200
Research Institution	KYOTO UNIVERSITY
Principal Investigator	禰津家久京都大学, 工学研究科, 教授 (30109029)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鬼束幸樹京都大学, 工学研究科, 助手 (20293904) 牛島省京都大学, 工学研究科, 助教授 (70324655) 冨永晃宏名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60135530) 門田章宏愛媛大学, 工学部, 助手 (80294784)
Keywords	開水路乱流 / 水・空気界面現象 / 風波構造 / 界面水理学 / レーザー流速計 / 気体輸送係数 / バースティング現象 / 組織乱流
Research Abstract	本研究の最終年度では,PIV法によって流れ場の可視化を行うとともに、LDAによる高精度な流速計測を行うことで,閉鎖場および風波・開水路混成場での風波発生下における組織構造の特性を解明した.得られた主な結果を列挙すれば,以下のようである. (1)風波の発生によって乱れ構造は大きく変化するが,平均流速は乱れに比べ影響は少ない.瞬間構造は水面形状によって大きく変化し,風波の発生に伴い波による周期的な瞬間構造が現れる.時空間相関構造は閉鎖場と風波・開水路混成場という流れ場の違いによって大きな変化はみられなかった. (2)風波発生下において自由水面近傍では流速変動の大部分が波に起因する変動によって支配されていて、自由水面近傍で発生する組織構造の解析には乱れの分離が必要である.風波発生下において自由水面近傍で発生する組織構造は,本研究で用いたウェーブレット解析によって分離した低周波変動成分で的確に抽出することができる.また,閉鎖場で発生する組織構造の発生要因は反流や2次流ではないことがわかった.さらに,閉鎖場のみならず風波・開水路混成場においても組織構造の発生が確認された. (3)組織構造の挙動は低周波変動成分によって的確に捉えることができ,自由水面近傍で発生した組織構造は吹送流や平均流によって流下方向に移流しつつ下降することがわかった.また,自由水面近傍では大小の組織構造が発生し,大規模な組織構造は有義波高の約7倍の深度まで達することがわかった.さらに,組織構造は水面変動が小さくなっているときに発生しやすく,風波発生下における自由水面近傍での組織構造の発生は水面変動と関連していると考えられる.

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 禰津家久: "水・空気層の同時計測による風波界面近傍流体の相関構造に関する研究"水工学論文集. 第46巻. 547-552 (2002)
[Publications] 禰津家久: "強い非定常性を受ける開水路乱流の平均流特性"土木学会論文集. No.705/II-59. 45-54 (2002)
[Publications] Nezu, Iehisa: "Open-channel turbulence and its research prospect in the new century"Advances in Hydraulics and Water Engineering(ed. J.J.Guo), World Scientific. Vol.1. 3-25 (2002)
[Publications] Nezu, Iehisa: "Experimental study on interfacial turbulent structures in wind-induced water waves by synchronous LDA measurements"Advances in Hydraulics and Water Engineering(ed. J.J.Guo), World Scientific. Vol.1. 38-43 (2002)
[Publications] Nezu, Iehisa: "Turbulence visualization of multi-scale water velocity fluctuations of wind-driven water waves in air-water two-phase flows"10^<th> Int. Symp. on Flow Visualization(IAFV10), Book of Abstracts. (full paper in CD-ROM). 277 (2002)
[Publications] 禰津家久: "PIV法を用いた風波界面近傍流体の組織構造に関する基礎的研究"水工学論文集. 第47巻. 457-462 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

開水路乱流における水・空気界面現象の解明と組織乱流がガス交換に及ぼす影響評価

Principal Investigator

禰津 家久 京都大学, 工学研究科, 教授 (30109029)

Research Products

[Publications] 禰津家久: "水・空気層の同時計測による風波界面近傍流体の相関構造に関する研究"水工学論文集. 第46巻. 547-552 (2002)

[Publications] 禰津家久: "強い非定常性を受ける開水路乱流の平均流特性"土木学会論文集. No.705/II-59. 45-54 (2002)

[Publications] Nezu, Iehisa: "Open-channel turbulence and its research prospect in the new century"Advances in Hydraulics and Water Engineering(ed. J.J.Guo), World Scientific. Vol.1. 3-25 (2002)

[Publications] Nezu, Iehisa: "Experimental study on interfacial turbulent structures in wind-induced water waves by synchronous LDA measurements"Advances in Hydraulics and Water Engineering(ed. J.J.Guo), World Scientific. Vol.1. 38-43 (2002)

[Publications] Nezu, Iehisa: "Turbulence visualization of multi-scale water velocity fluctuations of wind-driven water waves in air-water two-phase flows"10^<th> Int. Symp. on Flow Visualization(IAFV10), Book of Abstracts. (full paper in CD-ROM). 277 (2002)

[Publications] 禰津家久: "PIV法を用いた風波界面近傍流体の組織構造に関する基礎的研究"水工学論文集. 第47巻. 457-462 (2003)

禰津家久京都大学, 工学研究科, 教授 (30109029)