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堆積学
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開始行:
#menu(担当講義と実験MenuBar)
*堆積学の概要 [#d855874d]
堆積構造の形成に関する理論と実験，堆積データの解析方法，...
*目的・目標 [#t2c9096e]
この講義は、地域における開発・保全・防災・環境などの問題...
*授業計画・内容 [#p54dd9c4]
**[[「堆積」とはなんだろうか？：Exner方程式の意義]] [#wde...
-「堆積」・「侵食」の定義＝Exner方程式
\[
(1-\lambda_{p}) \frac{\partial \eta}{\partial t} = - \fra...
\]
-Exner方程式からわかること
--流速・斜面傾斜の変化率が堆積・侵食を決める
--海岸侵食の原因
--ユルストロム図はなぜ間違っているか
:配布資料:|[[Exner方程式の意義:http://turbidite.secret.jp...
**流体の挙動1：等流と流れの抵抗則 [#xb3b5794]
-水流の分類：等流・不等流（定常流・非定常流）
-力の釣り合い：等流は重力と摩擦力の釣り合いから考えること...
-底面せん断応力と摩擦速度
-流れの抵抗則
:配布資料:|[[等流と流れの抵抗則:http://turbidite.secret.j...
**流体の挙動2：エネルギー保存則 [#nc95fd2d]
流体のエネルギー保存則はベルヌーイの法則と呼ばれる．エネ...
:配布資料:|[[エネルギー保存則:http://turbidite.secret.jp/...
**流体の挙動3：浅水方程式 [#uca45ee2]
流速を垂直方向に平均化することで定式化した流れの運動量保...
:配布資料:|[[流体の挙動：浅水方程式:http://turbidite.secr...
**流体の挙動4：水面形方程式 [#n1e2f1bb]
定常流の場合，浅水方程式と連続式から水面形方程式を導くこ...
:配布資料:|[[流体の挙動：水面形方程式:http://turbidite.se...
**相似則と次元解析 [#m535c1fe]
堆積学の室内実験では，自然界とはまったく異なるスケールで...
現象を支配する''無次元数''が等しければ，自然界と実験水槽...
:配布資料:|[[相似則と次元解析:http://turbidite.secret.jp/...
**堆積物の基本性質と粒子の始動 [#y429fe97]
**堆積物輸送1：掃流 [#jd12836f]
-粒子が底面と頻繁に接触しながら移動する形式の堆積物輸送を...
--掃流には滑動（Sliding）・転動（Rotation）・跳動（Saltat...
-掃流輸送量はシールズ数（無次元剪断応力）と限界シールズ数...
-掃流輸送量を予測するため，数多くの公式が提案されている
--掃流砂量式は経験式・バグノルド型・アインシュタイン型理論
式（半経験式）に分類される．式は目的に合わせて選択すれば...
:配布資料:|[[掃流:http://turbidite.secret.jp/PDF/sediment...
**堆積物輸送2：浮流 [#g3058e3b]
-浮流（Suspension）とは，堆積物粒子が乱流渦によって浮かび...
-底面から巻き上げられて浮流状態となった堆積物粒子は，乱流...
-河川の場合，浮流堆積物濃度分布は一般にラウス則に従う
-浮遊堆積物の運搬量保存式と連立させれば，浮流・掃流を同時...
:配布資料:|[[浮流:http://turbidite.secret.jp/PDF/sediment...
**堆積物輸送3：掃流状集合流動（sheet flow; traction carpe...
**地形・流れ・堆積物の相互作用1: 河川の勾配 [#e455feeb]
地層の形成（堆積）・侵食現象は地形・流れ・堆積物の相互作...
-地形・流れ・堆積物運搬に関する方程式を連立させ，解析的・...
-平衡河川の河床勾配は堆積物供給量が増えると増加し，水の
流量が増えると減少する
--人為的構造物・気候変動によって水・堆積物供給量は変化する
-河床勾配が変化すれば広範囲にわたって堆積・侵食作用が起こる
:配布資料:|[[平衡河川:http://turbidite.secret.jp/PDF/sedi...
**地形・流れ・堆積物の相互作用2:ベッドフォーム [#s58c48a6]
-流れと堆積物の相互作用によってできる微地形をベッドフォー...
-１方向流のベッドフォームには，リップル・デューン・プレー...
-ベッドフォームのタイプは主に３つの要素（水深・流速・粒径...
--支配無次元数は３種類（例えばフルード数，シールズ数，粒...
-水面形との相互作用によって，ベッドフォームの進行方向は変...
--射流ならば上流に進行（アンティデューン）・上流ならば下...
:配布資料:|[[ベッドフォームの分類:http://turbidite.secret...
:配布資料:|[[ベッドフォームのダイナミクス:http://turbidit...
**混濁流のダイナミクスと海底地形形成作用 [#uee0c244]
-浮遊堆積物の密度によって駆動される密度流を混濁流と呼ぶ
-深海底には混濁流が海底谷・海底チャネル・海底扇状地を形成...
-混濁流の作る地形は河川地形と類似している
-混濁流の挙動は密度修正フルード数に大きく支配される
--河川流と同様に射流・常流・跳水が存在する
--河川流よりも射流になりやすい
-混濁流は条件が整えば自己加速し，小規模な流れから大規模な...
:配布資料:|[[混濁流のメカニズム:http://turbidite.secret.j...
:配布資料:|[[混濁流の発生:http://turbidite.secret.jp/PDF/...
**土石流のダイナミクス [#p435af91]
-土石流はマス・ムーブメントの一種
--マス・ムーブメント：土砂に働く重力によって駆動されるプ...
-土石流の内部では固相・液相の内部作用および相互作用が働い...
--分散圧・干渉沈降・基質の降伏応力・浮力
-液相を多く含む土石流はビンガム流体などの非線形流体で近似...
--流れ全体が降伏応力を下回ると「フリーズ」が起こる
:配布資料:|[[土石流のメカニズム:http://turbidite.secret.j...
**逆解析：いかにして地層から過去の環境を復元するか？ [#z6...
-結果から原因を求める問題を逆問題とよび，逆問題の解法を逆...
-逆解析は，観測結果と順問題の計算結果を一致させるように初...
-堆積学の多くの問題は非線形最適化問題となる→一般解をもた...
--多変量の大域的最適化計算が必要となる
--マルチスタートの最急降下法や遺伝的アルゴリズムなどの手...
:配布資料:|[[逆解析:http://turbidite.secret.jp/PDF/sedime...
終了行:
#menu(担当講義と実験MenuBar)
*堆積学の概要 [#d855874d]
堆積構造の形成に関する理論と実験，堆積データの解析方法，...
*目的・目標 [#t2c9096e]
この講義は、地域における開発・保全・防災・環境などの問題...
*授業計画・内容 [#p54dd9c4]
**[[「堆積」とはなんだろうか？：Exner方程式の意義]] [#wde...
-「堆積」・「侵食」の定義＝Exner方程式
\[
(1-\lambda_{p}) \frac{\partial \eta}{\partial t} = - \fra...
\]
-Exner方程式からわかること
--流速・斜面傾斜の変化率が堆積・侵食を決める
--海岸侵食の原因
--ユルストロム図はなぜ間違っているか
:配布資料:|[[Exner方程式の意義:http://turbidite.secret.jp...
**流体の挙動1：等流と流れの抵抗則 [#xb3b5794]
-水流の分類：等流・不等流（定常流・非定常流）
-力の釣り合い：等流は重力と摩擦力の釣り合いから考えること...
-底面せん断応力と摩擦速度
-流れの抵抗則
:配布資料:|[[等流と流れの抵抗則:http://turbidite.secret.j...
**流体の挙動2：エネルギー保存則 [#nc95fd2d]
流体のエネルギー保存則はベルヌーイの法則と呼ばれる．エネ...
:配布資料:|[[エネルギー保存則:http://turbidite.secret.jp/...
**流体の挙動3：浅水方程式 [#uca45ee2]
流速を垂直方向に平均化することで定式化した流れの運動量保...
:配布資料:|[[流体の挙動：浅水方程式:http://turbidite.secr...
**流体の挙動4：水面形方程式 [#n1e2f1bb]
定常流の場合，浅水方程式と連続式から水面形方程式を導くこ...
:配布資料:|[[流体の挙動：水面形方程式:http://turbidite.se...
**相似則と次元解析 [#m535c1fe]
堆積学の室内実験では，自然界とはまったく異なるスケールで...
現象を支配する''無次元数''が等しければ，自然界と実験水槽...
:配布資料:|[[相似則と次元解析:http://turbidite.secret.jp/...
**堆積物の基本性質と粒子の始動 [#y429fe97]
**堆積物輸送1：掃流 [#jd12836f]
-粒子が底面と頻繁に接触しながら移動する形式の堆積物輸送を...
--掃流には滑動（Sliding）・転動（Rotation）・跳動（Saltat...
-掃流輸送量はシールズ数（無次元剪断応力）と限界シールズ数...
-掃流輸送量を予測するため，数多くの公式が提案されている
--掃流砂量式は経験式・バグノルド型・アインシュタイン型理論
式（半経験式）に分類される．式は目的に合わせて選択すれば...
:配布資料:|[[掃流:http://turbidite.secret.jp/PDF/sediment...
**堆積物輸送2：浮流 [#g3058e3b]
-浮流（Suspension）とは，堆積物粒子が乱流渦によって浮かび...
-底面から巻き上げられて浮流状態となった堆積物粒子は，乱流...
-河川の場合，浮流堆積物濃度分布は一般にラウス則に従う
-浮遊堆積物の運搬量保存式と連立させれば，浮流・掃流を同時...
:配布資料:|[[浮流:http://turbidite.secret.jp/PDF/sediment...
**堆積物輸送3：掃流状集合流動（sheet flow; traction carpe...
**地形・流れ・堆積物の相互作用1: 河川の勾配 [#e455feeb]
地層の形成（堆積）・侵食現象は地形・流れ・堆積物の相互作...
-地形・流れ・堆積物運搬に関する方程式を連立させ，解析的・...
-平衡河川の河床勾配は堆積物供給量が増えると増加し，水の
流量が増えると減少する
--人為的構造物・気候変動によって水・堆積物供給量は変化する
-河床勾配が変化すれば広範囲にわたって堆積・侵食作用が起こる
:配布資料:|[[平衡河川:http://turbidite.secret.jp/PDF/sedi...
**地形・流れ・堆積物の相互作用2:ベッドフォーム [#s58c48a6]
-流れと堆積物の相互作用によってできる微地形をベッドフォー...
-１方向流のベッドフォームには，リップル・デューン・プレー...
-ベッドフォームのタイプは主に３つの要素（水深・流速・粒径...
--支配無次元数は３種類（例えばフルード数，シールズ数，粒...
-水面形との相互作用によって，ベッドフォームの進行方向は変...
--射流ならば上流に進行（アンティデューン）・上流ならば下...
:配布資料:|[[ベッドフォームの分類:http://turbidite.secret...
:配布資料:|[[ベッドフォームのダイナミクス:http://turbidit...
**混濁流のダイナミクスと海底地形形成作用 [#uee0c244]
-浮遊堆積物の密度によって駆動される密度流を混濁流と呼ぶ
-深海底には混濁流が海底谷・海底チャネル・海底扇状地を形成...
-混濁流の作る地形は河川地形と類似している
-混濁流の挙動は密度修正フルード数に大きく支配される
--河川流と同様に射流・常流・跳水が存在する
--河川流よりも射流になりやすい
-混濁流は条件が整えば自己加速し，小規模な流れから大規模な...
:配布資料:|[[混濁流のメカニズム:http://turbidite.secret.j...
:配布資料:|[[混濁流の発生:http://turbidite.secret.jp/PDF/...
**土石流のダイナミクス [#p435af91]
-土石流はマス・ムーブメントの一種
--マス・ムーブメント：土砂に働く重力によって駆動されるプ...
-土石流の内部では固相・液相の内部作用および相互作用が働い...
--分散圧・干渉沈降・基質の降伏応力・浮力
-液相を多く含む土石流はビンガム流体などの非線形流体で近似...
--流れ全体が降伏応力を下回ると「フリーズ」が起こる
:配布資料:|[[土石流のメカニズム:http://turbidite.secret.j...
**逆解析：いかにして地層から過去の環境を復元するか？ [#z6...
-結果から原因を求める問題を逆問題とよび，逆問題の解法を逆...
-逆解析は，観測結果と順問題の計算結果を一致させるように初...
-堆積学の多くの問題は非線形最適化問題となる→一般解をもた...
--多変量の大域的最適化計算が必要となる
--マルチスタートの最急降下法や遺伝的アルゴリズムなどの手...
:配布資料:|[[逆解析:http://turbidite.secret.jp/PDF/sedime...
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