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1995 年度 実績報告書

滑面上の水流蛇行に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06650573
研究機関金沢工業大学

研究代表者

水村 和正  金沢工業大学, 工学部, 教授 (70139749)

キーワード水流蛇行 / 線形解析 / 表面張力 / 非線形解析 / サンブナン方程式 / 蛇行長 / 級数展開 / ルンゲ・クッタ法
研究概要

現在の滑面上の水流蛇行の理論にはいくつかの問題点がある。1つは、解析に用いたデータ数でないこと。もう1つは、蛇行長決定の理論式に最小二乗法で決まるパラメーターを含んでいるこる。これらの問題点を解決するために、新たに120の実験を行った。その結果、蛇行長は、ほぼ流例することが確認された。さらに、水流の幅は、ほぼ流量に比例することがわかった。また、蛇行イノルズ数にほぼ比例していた。しかしながら、蛇行長は底勾配との間に顕著な関係が見いだせなかもう1つの問題点は、未知パラメーターを理論的に決定することである。基本式を検討した結果、ラメーターは微分方程式を解いて、理論的に求まることが判明した。さらに、基本式を線型化せずすると、蛇行を示す非線型常微分方程式が導ける。これに、蛇行形状が定常的である条件(安定解付すと、蛇行長を予測する式が求まる。この理論結果は実験結果をよく説明した。さらに、この非微分方程式を小さいパラメーターで級数展開すると、解析解が求まる。この結果は、河川蛇行の形く似ていて、形状を定性的に説明する。水流蛇行の形を求めるために、この非線型常微分方程式のをRunge-Kutta法によって、計算し、実験地と比較して、ほぼ満足のいく結果をえた。本研究のASCEのJournal of Hydraulic Engineeringに投稿し、受理された。

  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] Mizumura, K. Yamasaka, M: "Analysis of Meanskring Water Rivnlets of Finite Amplitude" Journal of Hydraulic Engineering. 122. (1996)

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公開日: 1997-02-26   更新日: 2016-04-21  

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