平面に直立する有限長円柱群のくし型列状配置による流れの減速機能の解明

平面上直立的有限长度圆柱体的梳状排列阐明流动减速功能

• 批准号: 07650214
• 负责人: 平野 公孝
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650214/
• 关键词: 植生流体力学; キャノピ-流れ; 有限長円柱群; 速度場計測; エネルギー減衰; 乱れ構造; 海岸林; くし型列状伐採

本年度の研究では,複雑な特性を示す海岸林を平面上に直立する有限長円柱群から成るキャノピ-流れとして近似化し,このキャノピ-まわりの流れ下流の乱れ構造を明らかにするために風洞実験を行った.モデルとして,樹木伐採を表す円柱群のくし型配列と伐採のない連続配置を対象とした.・樹冠部上方の流れ及びキャノピ-下流域の流れの平均測度は,連続配置及びくし型配置等のキャノピ-配置によらずほぼ同じ分布となっている.特に,キャノピ-樹冠部上方における流れのはく離せん断層の成長が明瞭に捉えられている.・キャノピ-下流の気流の乱れ度の分布を測定し,その特徴を明らかにした.特に,モデル下流の高さ方向の乱れ度分布は,樹冠部下側境界,同じく樹冠部上側,及び樹冠部上方の三ヵ所で乱れ強さのピークを持つなど複雑な構造となっている.全体として連続配置に比して,くし型配置での乱れは全体的に強くなっており,エネルギー減衰効果が弱められている.・流れの乱れ成分のパワースペクトルの解析より,樹冠部上部では比較的高い周波数の卓越成分が観測され,この卓越成分は樹冠部下流直後の狭い領域でのみ認められた.更に,キャノピ-下流領域では,より低周波数を持つ乱れの卓越成分が観測され,渦の合体が進んでいることが示された.

在今年的研究中，我们将表现出复杂特征的沿海森林近似为由一组直立在平面上的有限长圆柱体组成的冠层流，并进行了风洞实验，以阐明该冠层周围流动的下游湍流结构。使用的模型是代表砍伐的梳状排列的柱子和不砍伐树木的连续排列。・无论树冠的排列方式如何，例如连续排列或梳状排列，树冠上方的流和树冠下游的流的平均测量值几乎具有相同的分布。特别是树冠上方的流的分离。清晰地捕捉到剪切层的生长。・测量冠层下游气流中的湍流分布及其特征特别是，模型下游高度方向湍流强度分布结构复杂，湍流强度峰值出现在树冠下边界、树冠上侧和树冠上部三个位置。总体而言，梳状排列的湍流比连续排列的湍流更强，能量衰减效应减弱。通过分析流动湍流分量的功率谱，在树冠上部观察到频率较高的主导分量，并且仅在树冠下游的狭窄区域中观察到该主导分量。在该区域，观察到频率较低的湍流的主要成分，表明涡流合并正在进行。