水表面に作用する風応力によって起こる気-水運動と気体輸送現象の可視化計測法の開発
| Project/Area Number |
11750462
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
水工水理学
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
竹原 幸生 近畿大学, 理工学部, 講師 (50216933)
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| Project Period (FY) |
1999 – 2000
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2000)
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| Budget Amount *help |
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2000: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
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| Keywords | 水表面 / 風波 / 気体輸送 / LIF / PTV |
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| Research Abstract |
水域の環境を考える上で、酸素や二酸化炭素等の溶存気体量を精度よく評価、予測することが必要である。海洋や湖などにおいて水表面を通した気体輸送は、主に風応力が水表面に作用し、表面が乱されることにより促進される。これまでの研究では専ら上空の風速とバルクな溶存気体量から、気体輸送係数を求めており、直接風速と気体輸送係数を関係付けている。しかし、現地計測の気体輸送係数の結果は、風速に対して大きくばらつく。気体輸送量をより正確に評価、予測するには、水表面での気体輸送機構を理解する必要がある。
本研究では、以下の技術について開発を行った。
(1)水表面を通した二酸化炭素の溶入過程の直接可視化法の開発
蛍光強度のpH依存性を利用して、二酸化炭素の溶入過程の直接可視化法を開発した。水溶性の蛍光染料(ウラニン)がpH6以上では蛍光強度が変化せず、pH6以下では、pHの減少とともに蛍光強度が急激に減少減少する。この特性を利用して、アルゴンイオンレーサーを励起光として、LIF(Laser Induced Fluorescence)法により、風波発生時の二酸化炭素溶入過程の可視化に成功した。
(2)微小水滴をトレーサーとした気体PTVの開発
気流のPTV用トレーサーとして一般的に、微小油滴が用いられる。しかし、水表面での気体輸送現象を目的とした場合、水表面に油膜を作ってしまうため問題となる。本研究では、医療用ネブライザーを用いた微小水滴発生装置を試作し、PTVが可能であることを示した。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
