水流中の固体粒子の塩跳と懸濁経路

要旨 本論文は、フランシス（1973）が報告した水流中の孤立粒子の運動の調査を継続するものである。固体粒子の経路は、実験室のチャネルの底を沿って水流によって推進される際に、多重露光技術で撮影された。数千枚の写真を撮影し、粒子の位置、速度、加速度を特定するために分析した。この技術は、複数粒子の輸送における相互粒子衝突の可能な影響を考慮していない。粒子の運搬の3つの異なるモード、すなわちローリング、塩跳、懸濁がすべて観察され、さまざまな輸送段階 w*/w*0 に対してそれぞれの割合が見つかった。懸濁の発展は、ローリングからの塩跳の発展より遙かに遅いが、使用された最高の段階（約3.0）でも、依然としてわずかなローリングが存在する。経路の寸法と幾何学は、幾何学をユニークに決定する段階に関連して示される。粒子が静止状態から突然帯水された実験では、以降の経路のいくつかの特徴が以前の運動履歴を持つ経路の場合と同じであることが示されており、したがって、経路の開始は以前の経路の運動量保存ではなく、流体力学的力によるものであると推測される。衝突および経路は、摩擦係数 tan cc と有効推力の高さに対して分析された。 tan aは過去に疑われていたよりもかなり大きいことが示されているが、ynの変動は、ベッド近くの遅い流体が優位であることを示唆しており、高速流体の急流との関係があることを示している。以前の論文と比較して、粒子の平均前進速度を見つけるためのより良い情報が現在利用可能である。粒子が速度勾配の中にあるとき、重力に対抗する力を与える「せん断ドリフト」力の存在を信じる根拠がある。しかし、速度勾配に独立したベッドの近接効果の証拠はない。