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2020 年度 実績報告書

底面流速解析法に基づく開水路三次元流解析法の体系化と非平衡流砂力学の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 18H01546
研究機関広島大学

研究代表者

内田 龍彦  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (00379900)

研究分担者 河原 能久  広島大学, 学術・社会連携室, 特任教授 (70143823)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード開水路三次元流れ / 渦度方程式 / 数値解析 / 底面流速 / 蛇行 / 乱れエネルギー / 段波
研究実績の概要

水深積分渦度方程式を連立させることにより,底面流速解析法は湾曲・蛇行部,合流部,急縮・急拡部,水没する構造物,や巨石群,非水没構造物などを有する三次元流れを水深積分方程式で解析することを可能とした.これらから,開水路流の三次元流れは河床底面から生産される渦度が回転することによって生じ,これが乱れエネルギーを生産する.昨年度は乱れエネルギーが大きくなる箇所で河岸浸食被害が発生しやすいことを見出し,三次元流れ推定から乱れエネルギーが大きくなる箇所を推定できることを示した.本年度は,この考えを種々の洪水流による河岸浸食被害箇所に適用し,河岸際の乱れエネルギーが河岸浸食危険度を表す指標になり得ることを明らかにし,その定量化を試みた.さらに,洪水時に乱れエネルギーが大きくなる流れ場の特徴を明らかにした.また,三次元流れによる流速鉛直分布による運動量交換を表す分散項についての風上化手法を種々のBVC解析に取り入れ,洪水流解析の安定した解析を可能とした.そして急勾配蛇行流路における流砂量の特徴について,非平衡流砂量式を用いて検討し,水路の蛇行が流砂量に及ぼす影響を示した.また,二次流による主流速の変形により,底面流速が大きくなるために水路抵抗が変化することを明らかにした.また,蛇行流路における段波の進行過程を実験と三次元数値解析により調べ,その特徴を明らかにするとともに水深積分モデルの限界を明らかにした.さらに,対象とするスケールが大きく河道洪水流解析に一次元解析が用いられる洪水流出解析では,洪水流解析に流れの二次元性を取り入れ,改良する方法を検討した.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 大規模洪水時における河岸侵食箇所の三次元流況と乱れエネルギー分布の数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      八木郁哉,内田龍彦,河原能久
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76(1) ページ: 404-413

    • DOI

      10.2208/jscejhe.76.1_404

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 礫床河川における河川改修後の流況改善効果の評価法-根谷川を対象にして-2020

    • 著者名/発表者名
      永井秀和,内田龍彦,河原能久,八木郁哉,中野光隆
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 26 ページ: 169-174

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流れによる砂防堰堤からの流出土砂量の評価に関する基礎的研究2020

    • 著者名/発表者名
      中島奈桜,田丸雄大,内田龍彦,河原能久
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 26 ページ: 615-620

    • 査読あり
  • [学会発表] Study on numerical simulation of flow structures in a curved open channel2020

    • 著者名/発表者名
      Fikry Purwa Lugina, Tatsuhiko Uchida, Yoshihisa Kawahara
    • 学会等名
      22nd IAHR-APD congress 2020 in Sapporo
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection method for vulnerable points of riverbank erosion against large floods2020

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Yagi, Tastuhiko Uchida, Yoshihisa Kawahara
    • 学会等名
      22nd IAHR-APD congress 2020 in Sapporo
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement and calculation of bore propagation in meandering river2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kobayashi, Tatsuhiko Uchida, Yoshihisa Kawahara
    • 学会等名
      22nd IAHR-APD congress 2020 in Sapporo
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛇行水路を伝播する段波の2次元・3次元数値計算2020

    • 著者名/発表者名
      小林大祐,内田龍彦,太田一行
    • 学会等名
      第34回数値流体力学シンポジウム
  • [学会発表] 蛇行河川における砕波段波の伝播に関する実験と数値解析2020

    • 著者名/発表者名
      小林 大祐,内田 龍彦,河原 能久
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会
  • [学会発表] 水深積分モデルを用いた開水路流の三次元構造2020

    • 著者名/発表者名
      八木郁哉,内田 龍彦,河原 能久
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会
  • [学会発表] 根谷川を対象にした礫床河川における河川改修後の流況改善効果の評価法2020

    • 著者名/発表者名
      永井秀和,内田龍彦,河原能久,八木郁哉,中野光隆
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会
  • [学会発表] 二次元数値解析結果を用いた河道の粗度係数と勾配方向地表面フラックスを導入したRRIモデルによる降雨流出・洪水流解析の高度化2020

    • 著者名/発表者名
      清水里都季,海田絢斗 ,松田瑞生,内田 龍彦,河原 能久,佐山敬洋
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会
  • [学会発表] Study on Numerical analysis methods of secondary flow profile in a curved open channel2020

    • 著者名/発表者名
      Fikry Purwa Lugina,Tatsuhiko Uchida,Yoshihisa Kawahara
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会
  • [学会発表] 礫床河川における洪水時の河床付近の流れと土砂輸送の解析法の開発と実河川への適用2020

    • 著者名/発表者名
      内田龍彦
    • 学会等名
      中国地方建設技術開発交流会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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