著者

福嶋 祐介 早川 典生 近藤 敏

出版者

長岡技術科学大学

雑誌

長岡技術科学大学研究報告 (ISSN:03885631)

巻号頁・発行日

vol.17, pp.67-74, 1995

被引用文献数

1

---

In order to investigate the dynamics of powder snow avalanches, the experiment on fronts of gravity currents on the inclined wall is carried out. Experiments concerned are inclined thermals using saline water and turbid water into fresh water. The saline gravity current is conservative and turbid one is non-conservative. The speed and the maximum height of the front of gravity currents are measured for all cases. The salinity concentration profits are measured for the case of saline gravity currents. The non-dimensional speed of saline inclined wall plumes and thermals are nearly constant in the flow direction. On the contrary, the non- dimensional speed of turbid inclined thermal decreases in the flow direction.

著者

福嶋 祐介

出版者

The Japanese Society of Snow and Ice

雑誌

雪氷 (ISSN:03731006)

巻号頁・発行日

vol.48, no.4, pp.189-197, 1986

被引用文献数

9 9

---

粉雪雪崩の流動特性を記述するのに適切な基礎方程式を導いた.モデルは,空気の質量保存式,雪粒子の質量保存式,雪崩の運動量保存式,乱れエネルギーの収支式の四つの方程式で構成されている.雪崩全体の空気中重量は,積雪層の洗掘と堆積により自由に変化する.今回のモデルでは,雪粒子の底面からの連行率は乱れのレベルと直接的に結ばれている.<BR>基礎方程式を数値計算することにより,急激に加速する粉雪雪崩の時間変化を求めた今回のモデルは,粉雪雪崩が急速に形成され,極めて早い移動速度となる粉雪雪崩の特性を良く説明できる.今回得られた結果と既存の観測結果と比較すると,今回の結果は観測結果とほぼ一致することが分かった.

著者

福嶋 祐介 中村 由行 早川 典生

出版者

長岡技術科学大学

雑誌

一般研究(C)

巻号頁・発行日

1990

---

本研究の目的は下層密度流先端部の流動特性を乱流モデルにより解析し明らかにしようとすることである。下層密度流先端部の乱流構造、連行機構を明らかにするため、室内実験を行った。実験は淡水で満たされた水槽内に塩水を流入させて、下層密度流を形成させる。測定は密度流先端部に注目して行い、導電率計を用いて塩分濃度を測定した。また、流速の測定には水素気泡法を用いた。水路床勾配を変化させてこのような測定を行い、先端部の諸特性と水路床勾配、流入密度フラックスとの関係を調べた。このような室内実験により、代表的な密度フロントの一つである下層密度流先端部の流速分布特性と密度分布特性の変化を水理条件の変化と対応させて把握した。次に代表的な二方程式乱流モデルであるkーε乱流モデルを用いて下層密度流の非定常数値解析手法の開発を行った。数値解析手法としては、差分法、有限要素法等があるが、本研究ではこれらの手法に比べて数値的に安定であるとされ有限体積法を用い、基礎方程式である微分方程式を離散化する。数値解析はかなり複雑であり、その妥当性を検討するため、予備計算を行った。対象としたのは、下層密度流定常部である。この計算結果を下層密度流定常部の実験結果、及びkーε乱流モデルを用いた定常部の相似解と比較し、本解析手法の妥当性を確認した。この解析手法により、下層密度流先端部の数値解析を行い、その流動特性を調べた。計算結果として得られるものに流速分布と密度分布、先端部の形状が得られ、これらを実験値と比較し、解析結果が下層密度流先端部の流動特性をうまく説明できることがわかった。

著者

福嶋 祐介 木本 二郎 原 正栄 小林 敏夫 酒井 隆市 石丸 民之永 八戸 剛志

出版者

The Japanese Society of Snow and Ice

雑誌

雪氷 (ISSN:03731006)

巻号頁・発行日

vol.65, no.4, pp.399-403, 2003-07-15

被引用文献数

2

---

長岡市よりの委託を受けて,新しい地下水節水型の消雪パイプの有効性を確認し実用化を図るために,長岡市道にて消雪パイプの実証試験を行なった.このプロジェクトは産・官・学の協力の下でおこなわれ,現場実験は実質的に平成15年1月15日に始まった.消雪パイプは極めて有効な除排雪システムではあるが,地下水を用いることで地盤低下,地下水位減少に伴うくみ上げの困難,歩行者に対する散水など,さらに消雪パイプを普及させるためには困難も多い.本実証試験は,降雪強度計を用いて降雪量を測るとともに,インバータで揚水ポンプを制御して,必要最小限の散水を行なおうとする新型の消雪パイプである.この消雪パイプの有効性を確認するため,流量計,水位計,圧力計などを取り付け,これらからの出力をADSLを介してサーバーにデータを蓄積し,いつでもデータを利用可能なシステムとした.また,現地にはデジタルカメラを3台取り付け,画像データもインターネットを介して閲覧可能にした.このことで,1月15日から3月31日まで1分間隔(画像データは10分間隔)で保存するようにした.それ以外にADSLを介して制御パラメータの変更もできる.データはまだ十分な解析を行なっていないが,ここに2003年冬季分の成果を示すことにした.

著者

福嶋 祐介 犬飼 直之

出版者

長岡技術科学大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2001

---

粉雪雪崩の流動機構と発生機構が同じ固気混相流である吹雪の流動と密接に関連していると考え、一連の研究を推進した。モデルとして、これまで保存性サーマルや定常の泥水流で実績のあるk-ε乱流モデルを用いた。偏微分方程式の離散化と数値解法にはSIMPLE法を用いた。まず、吹雪の解析では拡散方程式の解法で不可欠な底面での境界条件について考察した。その結果勾配型あるいはフラックス型で与えられる境界条件として雪の連行係数を用いる方法がもっとも合理的であることを示した。これを南極みずほ基地で観測された吹雪データと比較し、風速分布、飛雪流量の分布に対して合理的な結果を与えることを明らかにした。また、現地観測結果と数値解析を組み合わせるで雪粒子の密度と雪の連行係数が算定できることを示した。雪崩については、傾斜面上のサーマルの流動と酷似していることから、保存性傾斜サーマルの解析を基礎として、上流部で塩水サーマルとして発生した流れが斜面上の固体粒子を巻き上げ、さらに自ら加速する"Ignition Condition"が現れる泥水流に置き換えて数値解析を行った。この結果、底面上の固体粒子の直径がある程度小さいとIgnition Conditionを満たし、流下方向に加速する現象があることを初めて見出した。このようにサーマルが加速する場合には、塩分濃度の等濃度線の時間変化は保存性の場合とかなり異なり、斜面方向に平坦な形状を示すことが明らかになった。一方、土砂の等濃度線の形状は塩分濃度の等濃度線とはその形状がまったく異なり、プルームの先端部の形状に近いことを明らかにした。さらに、固体粒子を浮遊する流れの相似則についてさまざまな議論があることから、傾斜サーマルについて、保存性と非保存性の二つの場合についてスケールを100倍に替えた数値解析をおない、サーマルの流動に及ぼすスケールの効果について議論した。その結果、保存性傾斜サーマルでは適切な無地元化を行うとスケールにかかわらず相似な流動となることを実証した。一方、非保存性の場合には、スケールが異なると流動特性に顕著な違いが現れることを確認した。したがって、吹雪や雪崩の流動特性を明らかにするためには、現地規模の数値解析を行うことがもっとも有効であることが示されたといえる。またスケールが異なった場合の底面での条件については十分な検討がなされていないことから、この条件を明確にすることの重要性を明らかにした。

著者

福嶋 祐介 大澤 範一

出版者

The Japanese Society of Snow and Ice

雑誌

雪氷 (ISSN:03731006)

巻号頁・発行日

vol.69, no.3, pp.357-369, 2007-05-15

被引用文献数

1

---

本州日本海側の豪雪地帯ではその雪の量にも係わらず比較的温暖である.このため,2月から3月にかけては,全層雪崩が多発し,人家に被害を及ぼしたり,道路の閉塞を伴う災害が発生する.このような全層雪崩についてはこれまで多くのモデルが開発されている.しかし,これらのモデルは実際に起こる雪崩をかなり簡略化したり,雪玉の運動に置き換えたりするモデルである.本研究では流体力学の基礎方程式を元にこれを斜面に対して直交方向と流れ方向に積分して,全層雪崩の基礎方程式を求めた.さらに,構成関係式を加えて,雪崩のシミュレーションを可能にするモデルを構築した.この中で,雪の取り込み係数と離脱係数の評価が重要であることを示した.