COHERENT VORTEX STRUCTURE AND ENERGY TRANSFER PROPERTY IN OPEN-CHANNEL FLOWS WITH WIND-INDUCED WATER WAVES

Abstract

自然河川や人工水路などの開水路流れの自由水面上に風が吹くと，底面境界層と同様に空気・水界面に流速シアーが生じる．さらに風速が増加すると波が発達し，水中には波動が伝達する．底面境界層で発生するヘアピン渦などの組織乱流渦はこのような自由水面シアーや波動の影響を受けることが予想されるが，現状ではこれらの効果についてはほとんど不明である．そこで本研究では高速度カメラを用いたPIV計測によって，空気・水界面の流速シアーや波が開水路の組織乱流構造や渦生成に与える影響を明らかにした．さらに2次元重力波が卓越するケースについては得られたデータを波成分と乱れ成分に分離して，平均流，波および乱れの三者間のエネルギー輸送動態を定量評価した．