单线涌现树复合明渠湍流结构与浓度输运特性

Doboku Gakkai Ronbunshuu B Pub Date : 2010-01-01 DOI:10.2208/JSCEJB.66.384

M. Sanjou, K. Itai, I. Nezu

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摘要

实河川的高水面上形成了多种树木群。特别是在低水道和高水道的交界处，一般群生密度很大。高水时，由于边界处的树木群的作用，会产生很大的阻力，主要流速分布在低水道和高水道各有一个拐点，与以往单一拐点的混合层流的情况大不相同。因此，在本研究中，为了明确边界部具有单列树木的双剖面开路河道的湍流结构，采用超声波流速计(ADV)进行流速3成分计测，定量地评价、考察植被的配置间隔对2次流和湍流统计量的分布的影响以及2次流、雷诺兹应力和剪切阻力的关系。此外，通过LES计算低水道/高水道之间的浓度交换特性的同时，还发现了促进有效交换的树木间隔的存在。

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TURBULENT STRUCTURE AND CONCENTRATION TRANSPORT PROPERTIES IN COMPOUND OPEN-CHANNEL FLOWS WITH ONE-LINE EMERGENT TREES

実河川の高水敷には多様な樹木群が形成される．特に低水路と高水敷の境界部では一般に群生密度が大きい．高水時には境界部の樹木群によって大きな抵抗が発生し，主流速分布は低水路と高水敷のそれぞれに変曲点をもち，従来の単一変曲点をもつ混合層的な流れとはその様相は大きく異なる．そこで本研究では境界部に単列樹木を有する複断面開水路流れにおける乱流構造を明らかにするために，超音波流速計(ADV)を用いた流速3成分計測を行い，植生の配置間隔が2次流や乱流統計量の分布に与える影響やと2次流，レイノルズ応力およびせん断抵抗の関係を定量的に評価・考察する．さらにLESによって低水路／高水敷間の濃度交換特性を計算するとともに，効率的な交換を促進する樹木間隔の存在を明らかにした．

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