2011 Fiscal Year Annual Research Report
河道内植生の内部構造が流れ場全体に与える影響とマルチスケール解析の適用性
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20560470
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
池田 裕一 宇都宮大学, 工学研究科, 准教授 (20202898)
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| Keywords | 高木群落 / 樹冠 / 流速分布 / レイノルズ応力 / 鉛直分布 / 横断分布 / 断面内二次流 / PIV |
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| Research Abstract |
本年度は、樹冠と幹で構成される高木群落内部について、PIVによる乱流計測を試み(実験1、)、横断方向に非植生域との相互作用がある場合について、電磁流速計を用いて流速および乱流構造を調べた(実験2)。
「実験1」では、勾配1/480、幅50cm、長さ7mの実験水路の全幅・全長に、10cm四方の高木模型を千鳥状に配置した.流量は3,52リットル/秒、水深は約12cmと約9cmの2通りとした。そして、上流端より4.75m地点の1本の高木模型の片側空間(幅5cm長さ10c血)において、縦断方向にレーザーライトシートを差し入れ、その面的瞬間的な流速分布をPIVにより計測し、平均流速およびレイノルズ応力を算出した。その結果、これまで本研究課題において電磁流速計を用いて計測した結果と同様な分布形を見出すことができた。また、レーザーライトシート面内における相互相関により、樹冠部と幹部との境界面に生じる組織的乱流運動の状況を大まかに捉える事が出来た。
「実験2」では、勾配1/1100、幅50cm、長さ16mの実験水路の左岸幅20cmに全長に渡って、5cm四方の高木模型を千鳥状に配置した,流量は8.5リットル/秒、水深は12.2cmとし、流速変動を電磁流速計で測定した。その結果、樹冠部と幹部との流水抵抗の相違によって植生域および自由せん断層では鉛直方向に大きな流速変化が確認された。また、横断面内に特徴的な二次流が見られた。これは、おおまかには、水面付近を植生域から非植生域へ、底面付近はその逆方向へ向かう循環流を形成しており、樹冠の流水抵抗が大きい場合には、植生域内に小さなスケールの循環流も生じていた。
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Research Products
(2 results)
