近年，頻発化する豪雨災害に伴い河川橋梁が被災している．その主要因となる橋脚局所洗掘は流動（渦）構造－河床形状－流砂の三要素が互いに影響を及ぼし合う上に，洪水時ではフルード数が高くなり自由水面が橋脚周辺の流動構造に大きな影響を与えるものと示唆される．本研究では，自由水面が橋脚洗掘孔内の三次元渦構造に及ぼす影響を検討するために，著者らが開発する固液混相乱流モデルに水表面追跡モデルを組み込み，固定床解析を自由水面有・無の2ケース実施し，比較した．その結果，自由水面有無の影響は橋脚前面の下降流や矩形橋脚エッジ付近の剥離流とその位置に顕著に現れた．自由水面下で加速された下降流や剥離流によって馬蹄形渦の発生位置が低下し，局所洗掘をより促進させる効果となり得ることが示唆された．
INOUE et al. (Thu,) studied this question.