止水バンド周辺の圧力変動

-220 -180 -140 -100 -60 -20 20 60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 hu(mm)

距離(mm)

v=4.15 v=3.97 v=3.48 v=2.96 v=2.46 v=1.98 v=1.48

Fig.2-21 止 水 バ ン ド の 上 下 流 に お け る 圧 力 変 動 （Case3-1）  

-35-Fig.2-22 に 設 置 条 件 ３ に よ っ て 求 め た Case3-2，Case3-3 に お け る 止 水 バ ン ド 前 後 の 圧 力 変 動 を 示 す ．Fig.2-22 (a) は Case3-2，Fig.2-22 (b)は Case3-3 に お け る 結 果 で あ り ， 各 ケ ー ス で 止 水 バ ン ド の 厚 さ が 異 な る ． ど ち ら の ケ ー ス に お い て も 止 水 バ ン ド 直 上 流（x=80）で は 圧 力 が 増 加 し ， 直 下 流 （x=132） で は 減 少 し て い る ． こ れ は ， 止 水 バ ン ド に よ る 通 水 断 面 の 変 化 に よ る も の で あ り ，H=2mm の Case3-2 よ り H=3mm の Case3-3 の 方 が ，止 水 バ ン ド 直 上 流 お よ び 直 下 流 に お け る 圧 力 の 変 動 幅 は 大 き く な っ て い る ．特 に ，直 下 流 で は 顕 著 で あ り ，そ れ ぞ れ の ケ ー ス で 流 速 が 最 も 大 き い 場 合 に ，Case3-2（V=4.16m/s） で は Δhu が-39mm に 対 し ， Case3-3（V =4.12m/s） で は Δhu が-210mm ま で 小 さ く な っ て い る ． し か し な が ら ，止 水 バ ン ド に よ る 圧 力 変 動 へ の 影 響 範 囲 は 狭 く ，x が 0〜50mm と 150〜322mm の 間 で は ，Case3-2と Case3-3に お け る Δhuは x 軸 方 向 に 対 し て そ れ ぞ れ の 流 速 で ほ ぼ 一 定 に 推 移 し て い た ．

-220 -180 -140 -100 -60 -20 20 60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 hu(mm)

距離(mm)

v=4.16 v=3.98 v=3.46 v=3.01 v=2.51 v=2.02 v=1.49

-220 -180 -140 -100 -60 -20 20 60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 hu(mm)

距離(mm)

v=4.12 v=3.95 v=3.45 v=2.98 v=2.49 v=1.99 v=1.52 バンド設置箇所

Fig.2-22 止 水 バ ン ド の 上 下 流 に お け る 圧 力 変 動 （Case3-2，Case3-3）   (a) Case3-2

(b) Case3-3

-37-Fig. 2-23に 止 水 バ ン ド 上 流 側 の ① 〜 ⑤ 地 点 に お け る huと 流 速 の 関 係 を 示 す ． 止 水 バ ン ド の 上 流 端 に お け る x は 87mm で あ る ． 止 水 バ ン ド 直 上 流 の ⑤ 地 点(x =80)で は ， 止 水 バ ン ド あ り と な し の huに 差 が あ り ， 止 水 バ ン ド な し で は 流 速 が 大 き く な る に つ れ て huが 小 さ く な っ て い る の に 対 し ， 止 水 バ ン ド あ り で は huが 大 き く な っ て い る ． ④ 地 点(x =60)で は ，流 速 約 3.0m/s 以 上 で は huに わ ず か な 差 が あ り ，② ，③ 地 点(x =20， 40)で は す べ て の 流 速 で ほ ぼ 同 じ 値 で あ る ．し た が っ て ，止 水 バ ン ド 上 流 側 で は バ ン ド 端 か ら 上 流 に 47mm（=87mm−40mm）以 上 の 距 離 で は ，止 水 バ ン ド が な い と き の 圧 力 勾 配 と 等 し く な る こ と が わ か っ た ．

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

Fig.2-23 止 水 バ ン ド の 上 流 に お け る 損 失 水 頭 と 流 速 の 関 係  

m=2，x=20 m=3，x=40

m=4，x=60 m=5，x=80

Fig. 2-24に 止 水 バ ン ド 下 流 側 の 各 地 点 に お け る hdと 流 速 の 関 係 を 示 す ． hd は バ ン ド 下 流 の ⑳ 地 点 を 原 点 と し た 場 合 の 各 地 点 で の 損 失 水 頭 を 示 し て お り ， hd(m) = hm − h20(m= 6, … , 19)で あ る ． 止 水 バ ン ド の 下 流 端 に お け る x は 125mm で あ る ． バ ン ド 直 下 流 の ⑥ 地 点(x=132)で は ， Case3-1（ 止 水 バ ン ド な し ），Case3-2（H =2mm） と Case3-4（H =3mm）

の hdに 差 が あ り ，Case3-1，Case3-2 で は 流 速 が 大 き く な る に つ れ て hd

が 大 き く な っ て い る の に 対 し ，Case3-3 で は hd が 小 さ く な っ て い る ．

⑦ ，⑨ (x =142，162)で は 流 速 が 約 2.5m/s 以 下 の と き は hdは ほ ぼ 同 じ 値 で あ る が ， 流 速 約 3.0m/s 以 上 の と き に は 流 速 が 大 き く な る に つ れ て hdの 違 い が 大 き く な っ て い る ．⑩ 地 点(x =172)で は ，す べ て の 流 速 で ほ ぼ 同 じ 値 で あ る ．し た が っ て ，止 水 バ ン ド 下 流 側 で は バ ン ド 端 か ら 47mm

（=172mm−125mm）以 上 の 距 離 で は ，止 水 バ ン ド が な い と き の 圧 力 勾 配 と 等 し く な る こ と が わ か っ た ．

以 上 の 結 果 か ら ， 本 研 究 で 対 象 と し た 形 状 の 止 水 バ ン ド に つ い て は ， 止 水 バ ン ド に よ る 圧 力 変 動 の 影 響 範 囲 は 流 速 が 大 き く な る に つ れ て わ ず か に 広 が る が ， 上 下 流 と も に 止 水 バ ン ド の 端 か ら 47mm（ 約 0.5D） 以 上 の 範 囲 で は ，止 水 バ ン ド が な い と き の 圧 力 勾 配 と 等 し く な る こ と が わ か っ た ．

-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

hu(mm)

流速（m/s）

Case3-1 Case3-2 Case3-3

m=6，x=132 m=7，x=142

m=9，x=152 m=10，x=172

黒 田 ら（1978）の 実 験 で は ，管 径 51mm の 管 路 に 設 置 し た 2 個 の オ リ フ ィ ス に つ い て ，上 流 側 の オ リ フ ィ ス に よ る 下 流 方 向 へ の 圧 力 変 動 が 消 滅 す る 距 離 以 上 の 間 隔 で オ リ フ ィ ス を 設 置 す れ ば 各 個 の 損 失 水 頭 は 独 立 し て 計 算 で き る こ と が 確 認 さ れ て い る ． 本 実 験 に お い て も 2.3.3 節 で 述 べ た よ う に ，設 置 間 隔 の 違 い が 損 失 水 頭 の 大 き さ に 影 響 を 与 え る 距 離 が 0.5D 未 満 で あ っ た こ と は ， 止 水 バ ン ド 下 流 に お け る 圧 力 変 動 の 影 響 範 囲 が 0.5D 未 満 で あ っ た た め と 考 え ら れ る ．