滞留水域のコアンダ効果を利用した新たな湧昇流発生法による水質浄化に関する研究

利用静止水中柯恩达效应的新型上升流产生方法进行水净化研究

基本信息

批准号：
26420506
负责人：
有田正光
金额：
$ 0.92万
依托单位：
Tokyo Denki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26420506/
关键词：
湧昇流コアンダ効果壁面噴流密度噴流

项目摘要

H26年度は提案する湧昇流発生法の概念が妥当である事を均質流の実験と数値計算の実施によって検証した．H27年度は提案する手法が現地においても効果的である事を検証するため，現地の事例として野村ダムを取り上げたうえで，水質が悪化しやすい夏期の成層条件を実験的に再現して湧昇流の挙動を明らかにした．また，成層場を再現した数値計算を実施し，実験結果と数値計算結果が良く一致することを明らかにした．これにより，実験技術上は測定困難な湧昇流の諸量を数値計算により明らかにすることが可能となった．また，野村ダムの水質が悪化しやすい夏期で，かつ流入河川流量が少ない条件下において提案する手法によって誘起される湧昇流が水表面まで到達して上下層混合効果，引いては水質浄化効果が期待されうることが明らかにされた．なお，提案した原理を利用した湧昇流発生手法には様々な工学的手段が考えられる．本研究ではコスト面でより実用的であると考えられる湧昇流発生塔による手法を提案した．そして，提案した湧昇流発生塔の有用性を無次元指標の導入により野村ダムの現地条件を再現した実験より検証した．さらに，広範囲な水理条件での実験を実施して湧昇流が水表面まで達する限界の条件を示す曲線(水質浄化限界曲線)を示した．本研究における実験および数値計算によって提案する手法の有用性は検証されたと考える．しかし，現地において提案する手法を使用する場合の上下層混合の程度の定量的把握および水質浄化効果についての定量的な評価については残された課題である．

在2014年，我们验证了提出的上升流量产生方法的概念是合理的，通过进行均匀的流实验和数值计算。在2015年，为了验证所提出的方法在当地有效，我们将野村大坝作为当地案例，并在夏季在水质可能会恶化的情况下实验再现了分层条件，从而揭示了上升流的行为。此外，进行了重现分层场的数值计算，并揭示了实验结果和数值计算结果很好地匹配。这使得通过数值计算很难根据实验技术来阐明各种数量的上升流。还揭示了在夏季，当野村大坝的水质可能恶化时，在流动流量低的条件下，所提出的方法引起的上升电流到达水的表面，以及混合上层和下层的效果，以及通过拉出水的效果，可以预期净化水质。此外，可以考虑使用拟议原则的上升流产生方法的各种工程方法。这项研究提出了一种使用上升流塔的方法，从成本上讲，这被认为更实用。通过引入无量纲指示器，通过一项实验验证了所提出的上流流产生塔的有用性，该实验通过引入Nomura大坝的当地条件。此外，进行了各种液压条件下的实验，以显示曲线（水纯度极限曲线），显示上升流到达水面的条件的极限。我们认为，已经验证了通过实验和数值计算所提出的方法的有用性。但是，在使用地面上提出的方法并定量评估水纯化效果时，仍然存在一些问题可以定量地掌握上层和下层混合程度。