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1.混合砂礫の運動機構...混合砂礫の非平衡流送過程を粒径別ピックアップレイトと粒径別ステップ長を構成要素とする流砂モデルで表現しこれらの構成要素について著者自身のものも含む従来の実験結果をもとに検討し、評価式を提案した。とくに従来の粒径別限界掃流力評価式が粒度の違いの効果を過大評価すること、この過大評価を修正しても分級現象は発生することを指摘した。
2.縦断交互分級についての研究...混合砂れき床で縦断方向に河床の粗粒化した表面と細粒化した表面が繰り返して出現し、それが下流へ伝播することに着目し、その形成機構を表層粒度分布の不安定現象として、線型不安定解析によって調べた。その結果、こうした縦断交互分級の発生条件、卓越波長、伝播速度が解析的に明らかにされた。一方野外灌漑水路での観測を行い、理論と実現象が良く対応していることを確認した。さらに、このような縦断方向に粗度が変化する流れに着目し、その上の流速分布の変化を研究した。その基礎として粗度が急変する開水路流れでのレイノルズ応力分布の変化過程を調べ、これをモデル化した。このモデルよりレイノルズ応力分布の粗度変化に対するインパルス応答を求め、畳み込み積分型式で、縦断交互分級床上の乱流構造を記述できるようにした。
3.2次流による横断方向の交互分級...幅水深比の適当な開水路流れの場合、河床表層の横断方向分級と2次流(並列らせん流)の相互作用で、流れの縦渦構造、河床の分級縦筋が明確に形成されることが注目されている。この機構を粒径別非平衡流砂モデルにもとづいて説明した。さらのその平衡状態における縦筋の粒度構成、流砂量の横断方向分布が計算された。
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