抄録
洗掘の平衡状態は, 洗掘底面に発達する境界層が底面に及ぼす剪断応力と砂礫の抵抗力とが釣合を保つことによって生ずる。一方, この境界層は底面上部での主流流速 (境界層外縁流速) によって引きずられるようにして生ずる。こうしたことから, 貫入ナップが洗掘底面に衝突した後, 底面に沿って流れる主流流速の算定は重要な事項である。そこで, 今回はこのような貫入噴流を斜めもぐり噴流の衝突現象として取り扱った。まず最初に, 噴流が衝突するときの流線の式を流れ函数を用いて求め, 流れの流向を示した。さらに, 底面付近での主流の速度をポテンシャル流れとして解析し, 実用的な近似式を導いた。この式は最終的に次のように書き表される。
u0/v0b=Aξ/(ξ2+Bξ+C)
ここに, u0: 底面に沿う主流流速, v0b: 底面への仮想衝突速度 (=u0 max), ξ: 底面の無次元長, A, B, C: 定数である。実験には, 底面に, 砂を貼り付けた平板と同じように砂を貼り付けた曲面の模型とを用意し, 二次元的に水脈を落下させて測定を行った。こうして得られた実験結果が, 先のような曲線形を持っていることを確かめた。さらに, 曲線形を実験値から求めて結果を示し, 式の係数について水理条件による検討を行った。
