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流砂水理学

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科目ナンバリング
  • G-ENG02 7A040 LJ73
  • G-ENG01 7A040 LJ73
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 月2
教員
  • 後藤 仁志(工学研究科 教授)
  • 原田 英治(地球環境学舎 准教授)
授業の概要・目的 自然水域の流れは、水流と土砂との相互作用を伴う移動床場である。河川や海岸では、水流や波が土砂輸送を活発化し、堆積・侵食といった水辺の地形変化をもたらしている。この講義では、流砂(=移動床)水理学の基礎に関して概説し、混相流モデル、粒状体モデルといった力学モデルの導入により発展してきた数値流砂水理学に関して、流砂・漂砂現象のモデリングの最先端を解説する。さらに、土砂と環境の関わりに関して、人工洪水、ダム排砂、海岸浸食対策、水質浄化対策としての底泥覆砂などのフロンテイア的な技術に関しても言及する。
到達目標 流砂水理学の基礎および混相流モデル、粒状体モデルといった力学モデルの導入によ流砂水理学の発展に関して系統的に理解し,それらに基づく流砂・漂砂現象の制御の現状を広く理解すること.
授業計画と内容 概説(1回)
講義の目的と構成、成績評価の方法等

移動床水理学の基礎(5回)
移動床の物理特性に関して後述し、流砂の非平衡過程とその記述方に関して述べる。さらに、水流や波の作用による地形変化の予測手法の発展を概説する。

数値移動床水理学の現状(8回)
流体と砂粒子の相互作用を記述するための混相流モデル、砂粒子間の衝突現象を記述するための粒状体モデルといった力学モデルの導入により発展してきた移動床現象の数値シミュレーションに関して、主要な点を解説する。従来の移動床計算法と比較して、どのような点の改善が図られ、モデルの適用性がどのように向上してきたのか、具体的に説明し、流砂・漂砂現象の先端的モデリングについても言及する。

フィートバック(1回)
本講義の内容に関する総括と習熟度の確認を行う。
成績評価の方法・観点 平常の学習態度と筆記試験によって総合的に評価する。
履修要件 なお、学部レベルの水理学ないしは流体力学の基礎講義を履修していることが望ましいが、できる限り平易な解説を心がけるので、予備知識のない学生諸君の履修も歓迎する。
授業外学習(予習・復習)等 水理学ないしは流体力学の基礎事項は復習しておくこと。
教科書
  • 後藤仁志著:数値流砂水理学、森北出版社。
参考書等
  • 講義において随時紹介する。