| 研究課題/領域番号 |
12555149
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
水工水理学
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
秋山 壽一郎 九州工業大学, 工学部, 教授 (20192916)
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| 研究分担者 |
勝井 秀博 株式会社大成建設技術研究所, 海洋水理研究室, 室長
藤井 秀博 大成建設(株), 技術研究所・構造研究部・海洋水理研究室, 室長
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
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| キーワード | 水質汚濁制御 / シルトフェンス / 土砂直投工 / 数値解析 / 固液混相流 / 重力密度流 / 粒子サーマル / 落下粒子の拡がり / 水質汚濁 / 濁水密度流 / 数値シミュレーション / LES / Smagorinsky Model |
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| 研究概要 |
"シルトフェンスというハードとその適正な敷設法というソフト"が一体となってはじめて効果的な汚濁防止対策となるとの立場から、シルトフェンスの合理的かつ効果的な設置法を決定するための数値モデルの開発を目的として、(1)直投土砂の落下から底面衝突を経て、底面に沿って拡がる濁水塊の3次元的な流動・拡散・粒子堆積プロセスを再現できる固-液混相数値モデルの構築、(3)シルトフェンスが敷設された状況を含む実験結果との数値モテルの定量的検証およびモデル定数の決定、(4)数値モデルの実現象への適用、を目的としたものである。
対象とする現象は、スタティクな状態から大きな乱流スケールが支配的な流動状態へと発達する高濃度の固-液混相密度流現象てある。このため、混相流モテルとしてEuler型の1流体モデルを採用し、Model 1(LESとSumagorinskyモデルおよびCFDSスキームを用いた3次元モデル)、Model 2(FDS法を用いた層厚平均1次元モデル)およびModel 3(SMAC法とMUSCL法を用いた3次元モデル)の3モデルを開発した。
以上のモデルにおいて、Model 2は底面衝突後の濁水の拡がりと粒子の堆積プロセスを把握できる簡便なモデルであるが、Model 1とModel 3のように、落下から水平流動に至る一連のプロセスを再現することはできない。Model 1とModel 3は、直投土砂群の落下から底面衝突を経て、水平流動する濁水の拡がりと粒子の堆積プロセスの定量的な把握が可能なモデルである。Model 1はモデル定数の同定が必要であるが、Model 3は不要であり、計算の安定性にも優れ、また計算効率もModel 1よりも優れている。このような理由で、Model 3を実用モデルとして提案し、実問題への適用を行った。
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