| 研究概要 |
本研究の目的は、複断面開水路流れに形成された組織構造の特徴を明らかにし、その知見を踏まえて複断面河道における河岸における災害を防ぐ手法を見出すことである。本年度は、1)複面開水路流の固有の流れ構造の1つである水平渦の内部構造に関する詳細な検討、2)両側岸に高水敷を有する複断面流れの流速分布、組織構造の特徴に関する検討を行った。
1)については、水平渦が形成される高水敷上には、高速流の流入によって帯状を呈する縦渦構造群が形成されることが明らかとなった。また、この構造群は流下に伴って、高水敷の低速領域および低水路の高速流との相互作用によって鉛直方向を軸とする旋回流を生成し、低水路方向への低速流体の輸送、高水敷方向への高速流体の輸送、水平方向のレイノルズ応力の生成に直接寄与していることを明らかにした。これまで水平渦は、"鉛直方向に軸と回転を有する大規模渦構造"として認識されているが、本研究の成果はその形成過程において、縦渦構造が関係していることを始めて明らかにした意義は大きいと考えられる。
2)については、高水敷が両側に設置された複断面流れの低水路内の流れにおいては、高水敷先端部に形成された縦渦構造(筆者が初めて明らかにした知見)と低水路底壁面に形成された縦渦構造が流れの支配的な構造となっていることが明らかとなった。本知見は,限られた実験水路の幾何形状、水理条件によって得られたものであり、今後さらに、複数の条件下の流れについて詳細に検討する必要がある。
水平渦に関する成果については、4つの学会発表、1つの査読付き論文として公表した。
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