実験斜面における雪氷混相流の動態の研究

实验边坡冰雪多相流动力学研究

基本信息

批准号：
60025004
负责人：
前野紀一
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research in Natural Disasters
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60025004/
关键词：
雪氷混相流雪崩吹雪衝撃力デブリ雪嵐風

项目摘要

雪崩は雪粒子と空気からなる二相の混相流である。雪崩災害の予知および防止対策を確立するためには、雪氷混相流としての雪崩の動態を明らかにすることが必要である。本研究は、温度、速度、雪質等をコントロールして雪氷混相流を発生させ、その動態を詳しく調べて雪崩に関する基礎データを得ることを目的として行なわれた。実験斜面(滑走距離9m、傾斜角27度)を北大低温科学研究所の低温風洞実験室(温度0〜-30℃の範囲で可変)に設置し、その下端に4【m^2】の水平堆積板を置いた。雪氷混相流は除雪機を改良した雪粒子供給装置から流れ出し実験斜面を滑走した後堆積板上で停止する。以下に主な研究結果を記す。1.他の混相流と比較した時の雪氷混相流の特徴は、雪氷粒子間の相互作用が大きい点と粒子・流体間の相互作用が大きい点である。前者は氷の融解温度が低く、後者は氷の密度が小さいためである。2.雪氷混相流が流れ層と雪煙り層の2層からなることが明らかにされた。3.衝撃力の性質は流れ層と雪煙り層で異なる。そして、天然の雪崩における衝撃力(30〜300kPa)は雪粒子を含む空気流の衝突による力として解釈できることが示された。4.雪氷混相流により囲りの空気が運動することが実測された。これは天然の煙り型雪崩に付隨する雪嵐風の発生メカニズムに関連して重要である。5.雪氷混相流停止後のデブリ(堆積物)について詳しい構造解析を行なった結果、デブリ密度が500Kg/【m^3】という大きな値を示した。これは運動エネルギーも関与した一種の加圧焼結現象として解釈される。

雪崩是由雪颗粒和空气组成的两相的多相流。为了建立雪崩预测和预防措施，有必要阐明作为雪和冰混合相流量的雪崩动态。进行这项研究的目的是通过控制温度，速度，雪质量等来产生混合相流，并通过检查雪和冰的动力学来获得雪崩的基本数据。在北海道大学低温科学研究所的冷空气隧道实验室中安装了一个实验坡度（滑动距离为9m，倾斜角为27度）（温度范围为0至-30°C），并将4 [M^2]水平沉积板放置在实验的底部边缘。雪和冰相混合了从雪地供应装置中流动，并改善了吹雪机，然后滑到实验斜坡上并停止沉积板上。主要的研究结果如下列出。 1。与其他混合相流相比，雪和冰混合相流量的特征是，雪和冰颗粒之间的相互作用很大，颗粒与流体之间的相互作用很大。前者是因为冰熔化温度很低，而后者是因为冰密度很低。 2。已经揭示了雪结晶的多相流由两个层组成：一个流层和一个吸烟层。 3。冲击力的特性在流层和雪烟层之间有所不同。还已经表明，天然雪崩中的撞击力（30-300 kPa）可以解释为由含有雪颗粒的气流碰撞引起的力。 4。已经观察到，周围的空气移动是由于冰和冰的混合相引起的。这对于困扰天然烟雾雪崩的暴风雨风的机制很重要。 5。雪和冰混合相停止后的碎屑（种子）的详细结构分析显示，较大的值为500 kg/m^3。这被解释为一种加压烧结现象，其中还涉及动能。