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1)砂粒の移動限界の理論、飛砂、流砂における砂粒の移動限界の理論を乱れに対する応答を含めた砂粒の運動方程式から展開し、力学的に移動限界を定式化した。その理論結果はShieldsダイヤグラムに図示することができるが、砂粒・流体密度比が新しいパラメータとして加わり、飛砂、流砂における砂粒の移動限界を統一的に表示することができる。
2)砂粒の乱れ応答特性、昨年度展開した理論をさらに検討するとともに、レザードップラー流速計を用いて乱れ特性を計測し、また砂粒の動的挙動をVTRシステムによって計測解析して両者のスペクトル特性を比較した。その結果、一様流による場合に、砂粒の応答はきわめて間けつ的であるが、波動の場合には波の作用と対応することがわかった。
3)波動場における砂粒の動力学を確立するために、まず砂粒に作用する抗力のみならず揚力について詳細に検討し、砂粒の運動方程式を定式化した。その線形解の追求とともに、任意の波動場における砂粒の運動の数値シミュレーション法を検討し、かなり汎用性のある方法を開発した。その結果から、砂粒の移動量を求め、一様流の場合との相違および加速度の影響、波の非線形性の効果などを表わす表示を与えることができた。
4)飛砂、流砂量則に関しては、まず流体・砂粒系の基礎方程式を詳細に検討し、その定式化を図るとともに、砂粒の動力学からその運動を規定することにより、この力学系を定式化することができることを示した。ついで、砂粒の運動に対してLiuriUe方程式系を用いた場合について、誘導した方程式系の積分表示を求め、それが飛砂、流砂量則のみならず、その非定常または不等流状態におけるこの系の場の方程式を与えることが示された。ただし、その線形解の誘導や実験結果との比較は次年度の研究として残された。
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