1999 Fiscal Year Annual Research Report
都市域急流河川における床止の最適設計数値システムの開発
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09450185
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
板倉 忠興 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70001138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 恭正 北海道開発コンサルタント株式会社, 研究主任
森 明巨 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00001339)
清水 康行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20261331)
崇田 徳彦 北海道開発庁, 研究員
西本 直史 日本建設コンサルタント株式会社, 研究主任
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| Keywords | 都市急流河川 / 床止 / 最適設計 / 数値解析 / 乱流モデル / 砂州 / 二次元解析 / 数値システム |
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| Research Abstract |
多次元特性帯理論では特性波の方向選択に任意性がある.9年度はこれに対して物理的な視点から制約を加えて平面波モデルを提案した.10年度は、河床変動解析に対して、平面波モデルに比べて著しく簡略化される流線型モデルを展開した.今年度は、これを自由水面に適用して自由水面流の計算法を開発した.
まず一般座標系を使ったALE型偏微分方程式を展開したが、結局、移動型局所カーテシアン座標系で表せれることを見いだし、簡単に特性方程式を誘導することができた.また、運動学的条件の陽的使用の欠点を明らかにして、新たに水面方程式を誘導し、これに基づく計算法を開発した.
一次元のFDS計算では、河床変動計算への応用を目指して、膨脹衝撃波が消滅することを発見し、特性速度=0 となる点の消滅がpointと考えられた.今年度は、この消滅機構を探索し、以下の結果を得た.特性波の1つは、F=1で0伝播速度を横切る.このため、跳木や支配断面の問題が生ずる.ところが流砂があると、この特性波はFによらず、下流のみに伝播する波動と、上流のみに伝播する波動に分割される.このため0伝播速度が消滅して、支配断面問題が消滅した.この計算法は、厳密には三次方程式を解かなければならないが、遷移点付近を除くと従来の計算法でも充分に適切な解が得られることがわかった点が実用上重要な点である.
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