| 研究概要 |
本研究では砂丘移動現象の解明と植生利用による制御を目的として数値シミュレーションによる研究を行い以下のような成果を得た。
はじめに以下に示すような3段階の計算法を提案し実際にプログラム開発を行った。
(1)砂丘など複雑な地形上を吹く風による風速場の計算,(2)風速場による砂面上の表面摩擦と砂の輸送量の推定,(3)砂の輸送による砂面形状の変化の計算
そして、断面が二等辺三角形の砂丘に稜線に垂直に風があたっている場合を想定し、そのひとつの断面内での2次元計算を上述の手法で計算した。この研究により砂丘の移動が計算できることが確かめられ、また砂丘の風下側の傾斜が安息角になることがわかった。次に、二等辺三角形の底辺の長さを共通にして、高さをいろいろ変化させて計算を行い、砂丘の高さが移動速度に及ぼす影響を調べた。そして高さが低いほど移動速度が大きいことが明らかになった。さらに植生がある場合の影響も調べた。計算結果から、植生がある場合には、ない場合に比べ砂丘の移動速度が小さくなることも確かめられた。また植生の広さや配置場所を変化させその影響も調べた。また乱流の効果を入れるため、もっとも単純なモデルとして混合距離モデルを用いた計算も行った。
以上の結果、基本的には計算法の妥当性が確認されたため、計算法を3次元に拡張した。そして、実際の砂丘地帯に多くみられるバルハン砂丘の成因をシミュレーションにより調べた。また砂の輸送と構造物との相互作用の計算も行った。具体的には、砂面上に鉛直または傾斜して立てられた円柱まわりの流れの計算を砂の移動を考慮して行った。
この研究と平行して、現実の砂丘地形に対応させるため、鳥取砂丘まわりの流れのシミュレーションを植生を考慮して行い、実際の観測結果と比較して定性的によい結果を得た。
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