粗度急変流れの乱流構造とそのバ-スト現象の解明

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03805043
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 禰津 家久 京都大学, 工学部, 助教授 (30109029)
• キーワード: 乱れ / 開水路乱流 / 粗面乱流 / 粗度急変流れ / レ-ザ-流速計 / せん断応力

研究概要

河川工学においては、河床や側岸の粗度が急変する流れが重要となることが多い。河床勾配が大きい河川では流れによる洗掘のために起こる河床低下を防止するために、河床にコンクリ-ト張りやアスファルト張りの床止めや床固めを施工することが多い。また、河川の側壁に護岸工を施す場合でも、護岸上と護岸工との境界部で壁面粗度が急変することが多い。このような流れでは、河床あるいは側岸は滑面から粗面へ、また逆に粗面から滑面へと急変し、粗度急変点から内部境界層が発達し、一様な流れに比べてはるかに複雑な乱流構造をもつ。
本年度では、上述のように壁面粗度が急変する流れを系統的にレ-ザ流速計で高精度に計測し、平均流速分布や壁面せん断応力の粗度急変に対する応答特性を解明したものである。その結果、滑面から粗面へと粗度が急変した流れには、水工学上重要な壁面せん断応力がオ-バ-シュ-トするという特性を初めて見いだした。
この注目すべき特性は、床固めや護岸を設計する上で看過できないきわめて重要な水理特性である。実際、これらの研究成果を1991年9月に開催された国際水理学会マドリッド大会で発表し、国際的な評価を得たものである。

研究成果

• [文献書誌] 祢津 家久,中川 博次: "琵琶湖疎水の3次元乱流計測" 土木学会・水工論文集. 第35. 345-350 (1991)
• [文献書誌] Nezu,I.and Nakagawa,H.: "Turbulent Structures over Dunes and its Role on Suspended Sediments in Steady and Unsteady Open‐Channel Flows," Int.Symp.on Transport of Suspended Sediments and its Mathematical Modelling,IAHR,Florence,. Vol.1. 165-190 (1991)
• [文献書誌] 祢津 家久: "LDAとホットフィルムの同時使用による河床波背後の組織渦の時空間相関計測、" 第6回流れの計測大阪シンポジウム. 36-46 (1991)
• [文献書誌] Nezu,I.and Nakagawa,H.: "Response of Velocity and Shear Stress to Abrupt Irregularity of Bed Roughness in Streams" 24th IAHR Congress,Madrid,. A. 235-242 (1991)
• [文献書誌] Nezu,I.and Nakagawa,H.: "Three‐dimensional Structure of Turbulence and the Associated Secondary Currents in Urban Rivers," Environmental Hydraulics,Balkema Publisher. 1. 379-384 (1991)
• [文献書誌] Tominaga,A.and Nezu,I.: "Velocity Profiles in Steep OpenーChannel Flows." Journal.of Hydraulic Engineering,ASCE,. 118. 73-90 (1992)
• [文献書誌] Nezu,I.and Nakagawa,H.: "Turbulence in Open Channel Flows" Balkema Publisher Netherlands, 400 (1992)