| 研究課題/領域番号 |
10650513
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
水工水理学
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
日野 幹雄 中央大学, 総合政策学部, 教授 (30016323)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1998年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
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| キーワード | 穗波 / 植生の風振動 / LES乱流モデル / 数値シミュレーション / 弾性植生の変形振動 / スペクトル / ウェーブレット / 穂波 / 乱流 / 流体力学的不安定 / 大変形 |
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| 研究概要 |
1.研究目的
稲や麦あるいは河原のアシ・ヨシなどの植物群には、時折特に強風時に、穗波発生がみられる。植生層の直上(上緑付近)には大規模な秩序構造をもつ渦列が形成され、これが、大気層と植生層との間の運動量、物質、熱などの混合に大きく貢献している。穗波にはこの混合作用に強く関わっていると考えられる。
本研究は、3次元数値シミュレーション・モデルを開発し、これを用いてホナミ発生のメカニズムを解明し、植生層内外の乱流構造を明らかにしようとするものである。
2.得られた成果
穗波の発生のメカニズムに関しては、(a)ガスト・アタック説、(b)大気乱流と穗波の橈みとの共鳴説、(c)大気流と植生層の間の剪断流の変曲点不安定説が提案されている。
(1)本研究では、LES乱流モデルにより、穗波茎大変形を考慮した3次元数値シミュレーションの計算法を提出した。
(2)広範な数値実験の結果、大気層と植生層との界面に生じる剪断流により、(渦の大きさや発生の周期は流れの形成とともに変化するもの)規則的な渦列の発生は乱流状態においても確認された。
(3)穗波は、(稲の固有周期と渦の発生周期とがずれていることもあり)発生の初期では渦列との相関は低かった。後半期には、渦列発生の周期は穗波のそれに近づいた。
(4)このことにより、大気の乱れの少ない状態では明確な剪断流不安定説により、乱れの十分に発達した段階では、大気乱流の共鳴説やガスト・アタック説が成立すると結論される。
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