研究課題/領域番号 |
19K15102
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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研究機関 | 中央大学 |
研究代表者 |
後藤 岳久 中央大学, 研究開発機構, 機構准教授 (70634682)
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研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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キーワード | 掃流砂 / 浮遊砂 / 河床変動解析 / 準三次元解析 / 非平衡流砂モデル / 洪水流・河床変動解析 / 非平衡流砂運動 / 準三次元解析法 / 洪水流・河床変動解析法 / 二相流的解析 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では,掃流砂層内の流れと流砂運動,乱れの変化を二相流的に扱うことで流れと掃流砂の非平衡運動を考慮し,掃流層内から非平衡的に巻き上げられる浮遊砂を定量的に評価する水深積分型の洪水流河床変動解析法の開発する.そして,開発した解析法を土砂移動量が大きく河床波の発達が発達した既往の移動床実験や,洪水時の土砂移動の激しい砂河川(斐伊川等)に適用し,本解析法の妥当性と有効性を確認する.
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研究成果の概要 |
本研究では,まず,流れと流砂運動を二相流的に扱うことで掃流砂と浮遊砂の非平衡運動を考慮した新しい河床変動解析法を開発し,これを掃流砂と浮遊砂が生じる橋脚周辺の移動床実験に適用し,橋脚前面及び周囲の洗掘,橋脚背後の堆積を説明した. 一方,実河川は混合粒径であるため,実河川において,粒径毎の流砂の運動方程式を流れとの相互作用を考慮して計算することは困難であることから,本質を失わない範囲で上記解析法を簡略化し,浮遊砂の卓越する石狩川河口部の昭和56年8月洪水に適用した.これにより,従来説明出来なかった複断面的蛇行流れに伴う3次元的な流れと浮遊砂運動,河床変動を説明した.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では,従来は掃流砂と浮遊砂を別個に評価していた河床変動解析法に対して,乱流場を考慮した粒子の運動方程式を解析することにより,乱れの作用により掃流砂から浮遊砂へ遷移する過程を評価し,掃流砂と浮遊砂の運動を一体的に扱う新しい河床変動解析法を開発している. これにより,細粒土砂の多い河川で克つ土砂移動の非平衡性の強い河口付近の河床変動や河床波の発達・変形,構造物周辺の河床変動等を,より力学的に忠実に流れと土砂移動現象を理解することが出来,今後の対策の検討にも応用できる.
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