跳水

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ダム放流の跳水
流し台の跳水

跳水(ちょうすい、: hydraulic jump)とは、開水路流れにおいて、射流から常流に変わるときに、流れの速度が減少し、水深が急激に増大する現象である[1]

現象[編集]

開水路流れでは、波の速度c は水深h によってc = √(gh) で与えられ、水深h が小さいほど遅い。速度の大きい射流[2]では下流の勾配変化などの情報は圧力波として上流へ伝わることがないが、速度が落ちて常流[3]に変化するとき、情報が伝わるようになり流れが不連続的に変化することになる。

流れの不連続性という意味ではこれは衝撃波に似ているが、理論的にはこの現象はマッハ数の代わりにフルード数Fr に支配され、Fr = 1 のときに跳水が起こる。この類似性については圧縮性流れ#水類似も参照のこと。

跳水が起こると、そこで大きな運動が発生するため、エネルギーが失われる。

利用例[編集]

ダムから放流されたは大きなエネルギーを有しており、川底土砂岩石を根こそぎさらってしまう。そこで、水叩きと呼ばれる設備で跳水を起こし、水のエネルギーを奪うことで、川と流域へのダメージを抑えている。

参考文献[編集]

  1. ^ 五十嵐保; 杉山均 『流体工学と伝熱工学のための次元解析活用法』 共立出版、2013年、81頁。ISBN 978-4-320-07189-6 
  2. ^ 水深が浅く、比較的流速が高い流れ。
  3. ^ 水深が深く、比較的速度が低い流れ。

関連項目[編集]