ロバート・マニング（エンジニア）

1872年のマニング

ロバート・マニング（1816年10月22日 - 1897年12月9日）は、マニングの公式の考案で最もよく知られているアイルランドの水力技術者でした。

バイオグラフィー

マニングは1816年10月22日、ノルマンディーで生まれました。父は前年にワーテルローの戦いに参加した兵士でした。1826年にアイルランドのウォーターフォードに移り、やがて会計士として働きました。

1846年、大飢饉の年に、マニングはアイルランド公共事業局の動脈排水部に採用された。しばらく製図工として働いた後、同年後半にサミュエル・ロバーツの助手技師に任命された。1848年には地区技師となり、1855年までその職を務めた。地区技師として、彼はオービソン・デ・ヴォワソンの『水理学論』を読み、水理学に大きな関心を抱くようになった。

1855年から1869年まで、マニングはダウンシャー侯爵に雇われ、アイルランドのダンドラム湾港の建設を監督し、ベルファストの給水システムを設計した。1869年に侯爵が死去した後、マニングはアイルランド公共事業局に戻り、主任技師の助手となった。1874年には自ら主任技師となり、1891年に退職するまでその職を務めた。1866年には、論文「キャリクファーガス近郊のウッドバーン地区における地表からの水の流れについて」により、土木技術者協会からテルフォード・メダルを授与された。^{[ 1 ]}

彼は1897年12月9日、ダブリンの自宅で81歳で亡くなり、マウント・ジェローム墓地に埋葬された。1848年にまた従妹のスザンナ・ギブソンと結婚し、7人の子供をもうけた。そのうちの一人、ウィリアム・マニングも技師であった。次女は画家のメアリー・ルース・マニング（1853-1930）である。^{[ 1 ]}

マニング式

マニングは流体力学や工学の教育や正式な訓練を受けていなかった。会計学の経歴と実用主義が彼の研究に影響を与え、問題を最も単純な形にまで簡略化しようとした。彼は、当時水路の水の流れに関する7つの最もよく知られた公式を比較・評価した。それは、デュ・ブア（1786年）、アイエルワイン（1814年）、ヴァイスバッハ（1845年）、サン・ヴナン（1851年）、ネヴィル（1860年）、ダーシーとバザン（1865年）、ガンギュイエとクッター（1869年）である。彼は、与えられた勾配と0.25mから30mまで変化する水力半径に対して、各公式から得られる速度を計算した。そして、それぞれの条件において、7つの速度の平均値を求め、データに最も適合する公式を導出した。

最初の最適な式は次のとおりです。

${\displaystyle V=32\left[RS\left(1+R^{1/3}\right)\right]^{1/2}}$

彼はこの式を次のように簡略化しました。

${\displaystyle V=CR^{x}S^{1/2}}$

1885 年、マニングは2/3 の値を提示し、次のような式を書きました。 ${\displaystyle x}$

${\displaystyle V=CR^{2/3}S^{1/2}}$

マニングはフラマント宛の手紙の中で、次のように述べている。「C の逆数は、ガンギュイエとクッターによって決定された n の逆数と密接に対応しています。つまり、C と n は両方とも同じチャネルに対して一定です。」

1889年12月4日、73歳のマニングは、アイルランド土木学会に初めてこの公式を提案しました。この公式は1891年に発表され、アイルランド土木学会紀要に掲載された「開水路および開管内の水の流れについて」と題する論文で発表されました。

マニングは自身の式を二つの理由で気に入らなかった。第一に、当時は数の立方根を求め、それを二乗して2/3乗を求めるのが難しかった。さらに、この式は次元的に正しくなかったため、次元の正確さを保つために、彼は次の式を考案した。

${\displaystyle V=C(gS)^{1/2}\left[R^{1/2}+\left({\dfrac {0.22}{m^{1/2}}}\right)\left(R-0.15m\right)\right]}$

ここで、 = 「大気のバランスを保つ水銀柱の高さ」であり、「表面の性質によって変化する」無次元数でした。 ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle C}$

しかし、19 世紀後半の教科書の中には、マニングの式が次のように書かれていたものもありました。

${\displaystyle V=\left({\dfrac {1}{n}}\right)R^{2/3}S^{1/2}}$

キング（1918）は著書『水力学ハンドブック』を通じて、今日知られているマニングの公式が広く使用されるようになり、またマニングの係数はクッターの係数の逆数であるべきだという考えも受け入れられるようになりました。 ${\displaystyle C}$ ${\displaystyle n}$

アメリカ合衆国では、はマニング摩擦係数、またはマニング定数と呼ばれます。ヨーロッパでは、ストリックラー摩擦係数はマニングの、つまり の逆数と同じです。 ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle K}$ ${\displaystyle C}$ ${\displaystyle n}$

参考文献

1. 「MANNING, ROBERT」 . アイルランド建築アーカイブ. 2016年12月12日閲覧。

外部リンク

• マニング式の歴史