Clarifying the mechanisms of movement of a pyroclastic flow is important in studying how to prevent or minimize damage due to pyroclastic flows. Factors presumed to affect the movement of pyroclastic flow include sediment discharge from the flow, the degree of flow liquefaction due to volcanic gas, and topographical conditions such as the flow or sediment gradient.
Basic experiments were conducted to analyze how channel gradients and ascent speed of air affect velocity, sediment length, width, and shape of pyroclastic flows, depending on the degree of liquefaction. Air ascent speed, channel gradient, gradient of the sediment section, and amount of sediment were controlled so that results could be generalized.
The following tendencies can be inferred from our tests.
(1) If the gradient of the flow section was smaller than angle of dynamic friction, the velocities of pyroclastic flows are strongly affected by the channel gradient, the air ascent speed, and the volume of sediment.
(2) If the gradient of the flow section was larger than angle of dynamic friction, the velocities of pyroclastic flows are not affected by the air ascent speed.
(3) If a pyroclastic flow is very liquid and the channel gradient is steep, both the sediment length and width are large and the sediment is thinly dispersed over a large area.
(4) If the channel gradient is steeper than the angle of dynamic friction, the air flow does not greatly affect the sediment length width, and shape of a pyroclastic flow. Instead, these are affected by the channel gradient itself.
(5) If the gradient of the flow section exceeds a certain value with reference to the gradient of the sediment section, the sediment suddenly begins to spread laterally and be deposited. Furthermore, the sediment is likely to be dispersed and deposited for, at least, twice the width of the channel.

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軸対称拡大管を通る非ニュートン流体 (キャッソン流体) の定常層流流れを有限要素法により解析した.この解析は非ニュートン流体を輸送する管路を設計する場合や, 静脈のようなコラプシブルチューブの静特性を解析するときの基礎資料として重要な意義をもつ.解析の際レイノルズ数の範囲はヒトの静脈内流れ程度とした.数値解析結果を要約すると以下のようになる.1) キャッソン流体でも流体の非ニュートン性は流れの剥離を抑制する効果をもつ.そしてこの効果は拡大角が小さいとき特に顕著である.2) キャッソン流体の非ニュートン性は見掛けの粘性係数を増加させるため拡大部における圧力損失を増加させるが, レイノルズ数が増加すると剥離抑制効果が顕著となりキャッソン流体の非ニュートン性は拡大部における圧力回復の効率を上昇させる.

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振動格子乱流の特性量である乱れエネルギー, エネルギー散逸率, エネルギー・フラックス, 渦動粘性係数および乱れの長さスケールの定量化を行った.振動格子乱流を乱れエネルギーの拡散と散逸がつり合った場として, k-ε乱流モデルを用いて数値解析した.基礎方程式系は格子振動中心で仮想的に与えた2つの境界値を用いて無次元化されており, 数値解として普遍分布形が得られた.乱れエネルギーと散逸率の実験結果を数値解析結果に適合させ, 無次元化に用いた2つの基本量を算定し, それらを実験条件と関係づけた.これより, 格子の振動条件と流体の動粘性係数が既知の時, 振動格子乱流の特性量の予測が可能となった.さらに, 得られた結果とこれまで多くの研究者達によって採用されている経験式との比較・検討を行った.

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二平面壁間の中心に円柱を置き (その軸は二平面に平行で流れに直行するものとする), 流れと直角方向に強制振動させ, その放出渦の特性をI型熱線によって調べた.スペクトル解析をすることによって, 間隙比と強制振動数に関してロックイン現象を含む4種類の渦放出モードが明らかになった.

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レイノルズ数が比較的低い場合の, 回転軸を共有する二円板間の流れについて, 水素気泡法による可視化実験, およびレーザ流速計, 熱線流速計による流れ場の測定を行った.回転円板隙間が半径に比べて狭く, 静止外周壁が存在する場合, 非軸対称な二次流れが発生することが知られているが, 本実験においてもそのような流れが観測され, 静止した一対の二次流れのループが発生することが判明した.

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