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粗度の多重スケール性と非平衡粗面抵抗則に基づく礫床河川の流れの解析法の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 26420505
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 水工学
研究機関広島大学 (2017)
中央大学 (2014-2016)

研究代表者

内田 龍彦  広島大学, 工学研究科, 准教授 (00379900)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード開水路流れ / 準三次元解析 / 粗面抵抗則 / 多重スケール / 跳水 / 礫床河川 / 非平衡流砂 / 二相流 / 非平衡粗面抵抗則 / 一般底面流速解析法 / 跳水形態 / 段波 / 河床変動 / 急拡 / 非静水圧準三次元モデル / 渦層 / 粗度層 / 浮遊砂 / 掃流砂 / 底面流速解析法 / 底面勾配 / 湾曲 / 非静水圧分布 / 水深積分モデル / 多重スケール性 / 境界層
研究成果の概要

本研究では,実用性の高い平面二次元解析法の枠組みの中で,流速の鉛直構造と圧力の非静水圧成分,河床極近傍の流れと河床せん断応力および土砂を精度よく解析するため,著者らが開発してきた非静水圧準三次元解析法(GBVC法)に河床近傍の流れの非平衡性を考慮できる非平衡粗面抵抗則(DWL)を導入した一般底面流速解析法(GBVC4-DWL法)を開発し,検証した.DWLは,流れの三次元構造を解析する主計算領の底面境界条件において,対数分布則などに用いられきたように,底面近傍の流速と摩擦速度の一定の関係を用いることなく,河床近傍の流れを連続式運動方程式に基づいて解析し,動的に底面境界条件を定める特徴がある.

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] The University of Tennessee(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 粗面上に発生する跳水を含む段落ち部下流の流れの水深積分モデルによる解析法2018

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 74 号: 1 ページ: 17-26

    • DOI

      10.2208/jscejam.74.17

    • NAID

      130006386870

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quasi-3D two-phase model for dam-break flow over movable bed based on a non-hydrostatic depth-integrated model with a dynamic rough wall law2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T. and Fukuoka, S.
    • 雑誌名

      Advanced in Water Resources

      巻: - ページ: 17-17

    • DOI

      10.1016/j.advwatres.2017.09.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一般底面流速解析法と非平衡粗面抵抗則に基づく水深積分型二相流解析法の適合性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦,福岡捷二
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 73

    • NAID

      130006406315

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-hydrostatic quasi-3D model coupled with dynamic rough wall law for simulating flow over rough bed with submerged boulders2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T., Fukuoka, S., Papanicolaou, A.N. and Takiris, A.G.
    • 雑誌名

      Journal of Hydraulic Engineering

      巻: 142 号: 11 ページ: 04016054-04016054

    • DOI

      10.1061/(asce)hy.1943-7900.0001198

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 外岸に斜面を有する移動床湾曲流れへのBVC法の適用性―船底形河道設計法に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      笹木拓真,福岡捷二,内田龍彦
    • 雑誌名

      水工学論文集

      巻: 60

    • NAID

      130005312131

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 底面境界が大きな勾配を有する河口砂州周辺の三次元流れと河床変動の解析法2016

    • 著者名/発表者名
      立山政樹,内田龍彦,福岡捷二
    • 雑誌名

      水工学論文集

      巻: 60

    • NAID

      130005312162

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-hydrostatic quasi-3D model coupled with dynamic rough wall law for simulating flow over rough bed with submerged boulders2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T., Fukuoka, S., Papanicolaou, T. and Takiris, A.G.
    • 雑誌名

      Journal of Hydraulic Engineering

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 非平衡粗面抵抗則を用いた一般底面流速解析法の導出と局所三次元流れへの適用2015

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦,福岡捷二
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 71(2) ページ: 43-62

    • NAID

      130005071439

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 河川の局所流解析における非平衡粗面抵抗則の導出とその必要性・適用性2014

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦,福岡捷二,Athanasios N. PAPANICOLAOU
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 20 ページ: 217-222

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quasi-3D two-phase modelling of fluid and sediment dynamics based on a non-hydrostatic depth integrated model with a dynamic rough wall law2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T. and Fukuoka, S.
    • 学会等名
      THESIS-2016
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 土砂移動の著しく多い姫川における洪水流と河床変動解析のための上流端境界条件設定法2016

    • 著者名/発表者名
      岡安光太郎,横山貴宏,内田龍彦,福岡捷二
    • 学会等名
      第71回年次学術講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A 3D flow calculation around a structure in gravel bed rivers by using non-hydrostatic depth-integrated model with dynamic rough-wall law2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T., Fukuoka, S. and Papanicolaou, A. N.
    • 学会等名
      River Flow 2016
    • 発表場所
      St. Louis, Mo
    • 年月日
      2016-07-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 3D flow calculation around a structure in gravel bed rivers by using non-hydrostatic depth-integrated model with dynamic rough-wall law2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T., Fukuoka, S. and Papanicolaou, A. N.:
    • 学会等名
      River Flow 2016, International Conference on Fluvial Hydraulics
    • 発表場所
      St. Louis, Mo.
    • 年月日
      2016-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 洪水時河床形状が著しく変化する姫川における流れと河床変動解析の考察と課題2016

    • 著者名/発表者名
      岡安光太郎,横山貴宏,内田龍彦,福岡捷二
    • 学会等名
      第43回関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 北上川における津波遡上と氾濫流に与える河川流・河口砂州の影響2016

    • 著者名/発表者名
      松井大生,内田龍彦,福岡捷二
    • 学会等名
      第71回年次学術講演会
    • 発表場所
      Sendai
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 河床の極近傍における流れと土砂運動の力学的評価への挑戦~水深積分モデルによる非平衡粗面抵抗則の適用性と課題~2015

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦
    • 学会等名
      河川・海岸の土砂水理に関するワークショップ-土砂運動と地形変動解析の問題点の改善と流砂・漂砂水理学の新展開-
    • 発表場所
      土木学会(東京)
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 種々の水深積分モデルを用いた湾曲部三次元流れ機構と適切な解析法の考察2015

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦,福岡捷二
    • 学会等名
      第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模洪水時の河口砂州周辺の三次元流れ場の渦構造とその解析法の考察2015

    • 著者名/発表者名
      立山政樹,内田龍彦,福岡捷二
    • 学会等名
      第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 外岸に緩傾斜河岸を有する湾曲水路における底面流速解析法の適用性2015

    • 著者名/発表者名
      笹木拓真,福岡捷二,内田龍彦
    • 学会等名
      第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 摩擦速度は粗度層の流れを表しているか?-粗度層を含む河床近傍の流れの非平衡性を考慮した解析に基づく検討2014

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦
    • 学会等名
      2014年度基礎水理シンポジウム
    • 発表場所
      土木学会(東京)
    • 年月日
      2014-12-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 中央大学研究開発機構

    • URL

      http://c-faculty.chuo-u.ac.jp/~sfuku/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 中央大学研究開発機構 福岡ユニット

    • URL

      http://c-faculty.chuo-u.ac.jp/~sfuku/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 中央大学研究開発機構福岡ユニットHP

    • URL

      http://c-faculty.chuo-u.ac.jp/~sfuku

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-27  

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