%  常流・射流に関する実験
%         2001/04/19  原本，高濱さん
%         2001/04/19  Word to TeX  by tonto


\ehchapter{常流・射流に関する実験}

\ehsection{実験の概要}
開水路流れでは，フルード数$Fr$によって流れを常流，限界流と射流に分類できる．フルード数は$Fr=\mbox{(断面平均流速)}/\mbox{(微小擾乱の伝播速度)}$なので，$Fr<1$の常流では，水表面の微小な擾乱は流れを遡上できるが，$Fr>1$となる射流では遡上できない．また，流れが常流から射流に変わるときには水面はなめらかにつながるが，逆の場合には跳水が生じる．

本実験では，以上のような流れの特性を，水路に設けたミニダムの上下流の流れを調べることによって確認する．

\ehsection{実験器具}
ポイントゲージ，ストップウオッチ，量水器（バケツ），スケール

\ehsection{実験要領}
  \begin{enumerate}
    \item 水路幅を数カ所で測定し，平均水路幅を求める．
    \item ダムの形状（高さ，底面幅など）を測る．
    \item 通水し，ダム下流区間で跳水が生じるように下流の堰を調整する．
    \item 量水器で流量を計測する．
    \item 約5 cm間隔で水深，水位を測定する．そのとき，少なくともダム頂上，ダムの下流端位置，ダム下流の跳水前後の射流水深および常流水深は測るようにする．
    \item 流量ケースは2ケースとする．
    \item 流量を変化させたとき，跳水の状況が変化するかどうかを観察する．
  \end{enumerate}
  
\ehsection{実験のアドバイス}
  \begin{enumerate}
    \item 水深の測定は水路中央で行う．
    \item ダム下流の常流水深は水面が変動しているので，ポイントゲージに平均的に水が接する水深を採用する．
  \end{enumerate}
  
\ehsection{実験結果の整理}
  \begin{enumerate}
    \item 測定結果（河床高，水深，水位）を図にプロットする．図にはエネルギー線および各断面のフルード数もプロットする．
    \item 跳水前後のエネルギーの変化から，跳水によるエネルギー損失水頭ΔEを求める．
    \item 跳水前後の水深比および$\Delta E$の値をそれぞれ理論値と比較する．
    \item 流れの状況に関して考察する．
  \end{enumerate}


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