護床ブロックの安定計算をおこなっています。 ある計算プログラムの中で
v=V-16・(h・i)^(1/2)・・・バザンの式
v:流水の底面流速(m/sec) V:流水の平均流速(m/sec) h:計画水深(m) i:水面勾配(一般には河床勾配)
という式が書いてあったのですが、どの参考書を見ても そのような式はありませんでした。
勉強不足だと思いますので、ご教示の程、よろしくお願いします。
参考になりそうなものがあったので、紹介します。
えっちttp://questionbox.jp.msn.com/qa597601.html?StatusCheck=ON
あたまのえっちは、hに書き換えて飛んでください。
ご回答ありがとうございます。 調べてみましたが、近い計算方法の解説ではありますが V(流水の平均流速)とv(流水の底面流速)の関係が組み込まれていません。 このVとvとの関係式があるのでしょうか?
ご教示の程、よろしくお願いします。
このバザンの式は次に示すChezyの平均流速公式から流水の底面(壁面)流速を計算する式で、係数の16に粗度係数などが含まれている経験式のように思われます。 現在はあまり使われていないと思います。 底面(壁面)流速)は何を意味しているのか不明ですが、絶対粗度kが粘性底層δより大きい完全乱流の場合の絶対粗度kか粘性底層δ付近の流速でしたら水理公式集に示されている流速分布の公式から計算できます。 念のため底面(壁面)に働く摩擦力を理解して頂くために等流公式を以下に説明します。 等流とは「流そうとする力(重力)」と「流すまいとする力(抵抗力)」がつり合って水深も流速も一定になる流れで、一様断面(何処でも水路の断面形状が同じ)、直線水路(縦断でも平面でも直線の水路)で生ずる。 等流の平均流速公式はこの二つの力がつり合うと言う条件から導かれる。 水路方向に流そうとする力は、流積(流水断面積)をA、流れ方向の長さをΔx,水路の傾斜角をθ、水の密度をρ、重力の加速度をgとすると ρgAΔx(sinθ)である。 水路方向に流すまいとする力は、潤辺(水と固体壁が接する摩擦力が働く部分の水路横断面での長さ)をS,流れ方向の長さをΔx、潤辺に働く平均摩擦力をτ0とすろと τ0×SΔxである。 また流積Aを潤辺Sで割った値を径深とか動水半径とか呼んでR=(A/S)で表す。 「流そうとする力」と「流すまいとする力」が等しい場合は τ0×SΔx =ρAΔxg(sinθ) すなわち τ0 =ρg R(sinθ)となる。 一方摩擦力τ0と流れの平均流速Vの間には等流の場合 τ0 =(f'/2)ρV^2 なる関係が成立する、f' は抵抗係数とか摩擦損失係数(Friction Factor)という。 両者が等しいとしてτ0 =ρgR(sinθ)=(f'/2)ρV^2 となり、 平均流速公式 V=C(Rsinθ)^(1/2) となる。 上記の等流の平均流速公式 V=C(Rsinθ)^(1/2) はChezyの公式と言いますが、現在は、これを実測値で修正したManning公式が一般に使われています。 水路床や水路壁での流れは粘性底層(層流底層)などと呼ばれ、粗度との関係で完全乱流になるかの判断がされています。 これらの摩擦力の他に水路床や水路壁に衝突する流れの力や逆に水路壁に負圧を生ずる流れもありますのでご検討下さい。
ありがとうございました。
大変参考になりました。
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#3483 責任はもてませんが
参考になりそうなものがあったので、紹介します。
えっちttp://questionbox.jp.msn.com/qa597601.html?StatusCheck=ON
あたまのえっちは、hに書き換えて飛んでください。
#3489 Re:
ご回答ありがとうございます。
調べてみましたが、近い計算方法の解説ではありますが
V(流水の平均流速)とv(流水の底面流速)の関係が組み込まれていません。
このVとvとの関係式があるのでしょうか?
ご教示の程、よろしくお願いします。
#3493 流速の計算式について
このバザンの式は次に示すChezyの平均流速公式から流水の底面(壁面)流速を計算する式で、係数の16に粗度係数などが含まれている経験式のように思われます。
現在はあまり使われていないと思います。
底面(壁面)流速)は何を意味しているのか不明ですが、絶対粗度kが粘性底層δより大きい完全乱流の場合の絶対粗度kか粘性底層δ付近の流速でしたら水理公式集に示されている流速分布の公式から計算できます。
念のため底面(壁面)に働く摩擦力を理解して頂くために等流公式を以下に説明します。
等流とは「流そうとする力(重力)」と「流すまいとする力(抵抗力)」がつり合って水深も流速も一定になる流れで、一様断面(何処でも水路の断面形状が同じ)、直線水路(縦断でも平面でも直線の水路)で生ずる。
等流の平均流速公式はこの二つの力がつり合うと言う条件から導かれる。
水路方向に流そうとする力は、流積(流水断面積)をA、流れ方向の長さをΔx,水路の傾斜角をθ、水の密度をρ、重力の加速度をgとすると ρgAΔx(sinθ)である。
水路方向に流すまいとする力は、潤辺(水と固体壁が接する摩擦力が働く部分の水路横断面での長さ)をS,流れ方向の長さをΔx、潤辺に働く平均摩擦力をτ0とすろと τ0×SΔxである。 また流積Aを潤辺Sで割った値を径深とか動水半径とか呼んでR=(A/S)で表す。
「流そうとする力」と「流すまいとする力」が等しい場合は
τ0×SΔx =ρAΔxg(sinθ) すなわち τ0 =ρg R(sinθ)となる。
一方摩擦力τ0と流れの平均流速Vの間には等流の場合 τ0 =(f'/2)ρV^2 なる関係が成立する、f' は抵抗係数とか摩擦損失係数(Friction Factor)という。
両者が等しいとしてτ0 =ρgR(sinθ)=(f'/2)ρV^2 となり、
平均流速公式 V=C(Rsinθ)^(1/2) となる。
上記の等流の平均流速公式 V=C(Rsinθ)^(1/2) はChezyの公式と言いますが、現在は、これを実測値で修正したManning公式が一般に使われています。
水路床や水路壁での流れは粘性底層(層流底層)などと呼ばれ、粗度との関係で完全乱流になるかの判断がされています。
これらの摩擦力の他に水路床や水路壁に衝突する流れの力や逆に水路壁に負圧を生ずる流れもありますのでご検討下さい。
#3519 Re:流速の計算式について
ありがとうございました。
大変参考になりました。