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レキ(礫)面上における飛砂の空気力学的特性を風洞実験で明らかにしました。

Aerodynamic characteristics over fine-grained gravel surfaces in a wind tunnel
Jiaqi Liu, Reiji Kimura, Jing Wu
(風洞を用いたレキ面上の空気力学的特性)

Journal:Frontiers in Earth Science


乾燥地に存在するレキは、土壌を風食から保護しますが、地表面近くの空気の流れに対してどのような影響を与えるか分かっていません。本研究では、風洞を用いてレキ砂漠の環境を再現し、主として以下のような結果を得ました。
(1)レキ面上の抵抗係数は、レキの被覆率が15%で最高値に達し、20%以上になると逆に減少、安定化する。
(2)4cmの高さを境に、レキ表面近傍の気流はそれぞれ慣性境界層と粗度境界層として定義される境界層に分割される。粗度境界層における風速の変動係数は、慣性境界層の8.6倍であり、下層の風速変動に対するレキの影響が大きい。
(3)4cmの高さにおける風速の変動は、レキの被覆率とは無関係であった。また、飛砂粒子が周囲の気流からエネルギーを吸収できる領域が慣性境界層と粗度境界層との間に存在し、飛砂による侵食を高めることが分かった。