| 研究概要 |
波動場でのシートフロー状土砂移動を意識しつつ,土砂移動の基本的な事項について,理論,実験,計算の3面から4研究者で分担して検討を行った.
研究代表者澤本は,土砂と流体との相互作用力の実験と土砂の集合流動の実験を空中と水中の2つの場合について実施した.これらにより高濃度粒子流の抗力係数および粒子の衝突の卓越する層から摩擦が無視しえない層までのせん断力の表現式を提案し,かつその妥当性を実験との比較で確認した.
分担者田中は,不規則波の底面境界層の乱流構造について実験および解析から理論的に計算を行った.乱流抵抗則に関して従来の検討より進んだ結果を与えることに成功した.結果はk-εと乱流モデルともよい一致を示し,実用に供することが可能であることを明らかにした.
分担者泉は,土砂輸送と移動床の相互作用を不安定理論の観点から検討した.斜面端での流れの集中を線形安定理論で定式化し,それによりガリ発生間隔を理論的に表現できることを明らかにした.
分担者後藤は,土砂移動の中の粒状体としての性質が流砂過程に及ぼす影響を,2つの側面から検討した.1つ目では移動床とsaltation粒子との衝突過程を物理実験から明らかにした.これの成果は数値シミュレーションの中で生かされることとなる.2つ目は数値解析である.粒子をラグランジェ的に追跡計算することにより,掃流,浮遊,シートフローの3形態の共存過程を明らかにした.
以上より,波動場での土砂移動に関しての基本的な事項一定の進歩を与えることができた.
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