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階段状水路上の流れは空気混入流として特徴づけられる．階段状水路の水工設計のためには，空気混入水流の特性すなわち空気混入水流の水深，空気混入率，流速，および比エネルギーを知ることが重要である．最近，研究代表者は広範囲の水路傾斜角度とステップ高さに対して，空気混入擬似等流の水理特性を明らかにした．しかしながら，空気混入不等流の空気混入特性は明らかにされていない．この研究では，空気混入不等流の水面形方程式を導出した．また，広範囲の水理量に対して，空気混入不等流の水理量を明らかにした．この結果に基づき，空気混入skimming flowを対象とした階段状水路の水理設計法を示した．
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