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Numerical study of internal waves, turbulent mixing, and behavior of particulate matter around artificial mound reef

Research Project

Project/Area Number 17K18431
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Aquatic bioproduction science
Research InstitutionFisheries Research and Education Agency

Principal Investigator

FURUICHI Naoki  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(神栖), 主任研究員 (70588243)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsマウンド礁 / 内部波 / 乱流 / 粒子 / LES / 人工マウンド礁
Outline of Final Research Achievements

A large-eddy simulation (LES) study on tidally-induced internal waves and turbulent mixing processes over a marine bank (or an artificial mound reef) was conducted and the obtained results were used to examine the behavior of suspended particulate matters. After verifying the simulated results with the results from hydraulic model experiment, we carried out several numerical experiments to examine the effects of the existence of marine bank and sea water density stratification on the behavior of the suspended particulate matters. The simulated results demonstrated that the marine bank played important roles in the upward transport of particles from the near-bottom to the upper areas, especially under the stratified density conditions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国・都道府県の事業によって人工マウンド礁(以下、マウンド礁)の設置が進められてきた。マウンド礁の設置によって、海洋内の物質輸送機構が変化し、一次生産量ひいては水産資源の増大が期待される。本研究は、高解像度の乱流計算手法であるLESと粒子追跡実験とを組み合わせることで構造物(小規模地形)近傍の局所的な流体・物質輸送に関する信頼性を高めた考察を行った。このようにして得られたこの知見は、広域的な海の環境変化を評価・予測するためのモデルの改良や、堆周辺での漁場評価に役立つものと期待される。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Open Access: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 小規模海山近傍の粒子物質輸送過程に関する数値的研究2019

    • Author(s)
      古市尚基・大村智宏
    • Journal Title

      Proceedings of Annual Meeting of the Japanese Society of Fisheries Engineering

      Volume: 2019 Issue: 0 Pages: 9-10

    • DOI

      10.18903/pamjsfe.2019.0_9

    • NAID

      130007674348

    • ISSN
      0917-3943, 2434-6616
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 海底混合層内の懸濁粒子動態2019

    • Author(s)
      古市 尚基, 東 博紀, 杉松 宏一, 大村 智宏, 越川 海, 長谷川 徹, 山田 東也, 南部 亮元, 帰山 秀樹
    • Journal Title

      沿岸海洋研究

      Volume: 57 Pages: 21-30

    • NAID

      130007841831

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] OBSERVATIONS OF SUSPENDED PARTICULATE MATTER DYNAMICS NEAR THE OCEANIC BOTTOM BOUNARY LAYER2017

    • Author(s)
      古市 尚基, 東 博紀, 杉松 宏一, 牧 秀明, 越川 海, 宇田川 徹, 遠藤 次郎, 大村 智宏
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 73 Issue: 2 Pages: I_85-I_90

    • DOI

      10.2208/kaigan.73.I_85

    • NAID

      130006171904

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PERFORMANCE OF VERTICAL MIXING SCHEMES BASED ON IN-SITU MEASUREMENT OF DEEP SEA TURBULENCE IN SAGAMI BAY2017

    • Author(s)
      東 博紀, 古島 靖夫, 古市 尚基, 福原 達雄
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 73 Issue: 2 Pages: I_79-I_84

    • DOI

      10.2208/kaigan.73.I_79

    • NAID

      130006171934

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Direct measurement of near-bottom turbulence in deep ocean for predicting behavior of suspended particles in Sagami Bay and the Okinawa Trough, Japan2017

    • Author(s)
      Yasuo Furushima, Hironori Higashi, Tatsuo Fukuhara, Naoki Furuichi, Hiroyuki Yamamoto
    • Journal Title

      Proceeding of OCEANS 2017 - Anchorage

      Volume: -

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 福島県から宮城県沖の海底近傍における懸濁粒子動態の現場観測2020

    • Author(s)
      古市尚基・帰山秀樹・杉松宏一
    • Organizer
      2020年度日本海洋学会秋季大会
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      2020 Annual Research Report
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    • Author(s)
      古市尚基
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  • [Presentation] 小規模海山近傍の粒子物質輸送過程に関する数値的研究2019

    • Author(s)
      古市 尚基,大村 智宏
    • Organizer
      2019年 日本水産工学会 学術講演会
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  • [Presentation] 茨城県から宮城県沖の海底近傍における懸濁粒子の現場観測2019

    • Author(s)
      古市 尚基,帰山 秀樹,杉松 宏一
    • Organizer
      日本海洋学会2019年度秋季大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 茨城県から宮城県沖の海底近傍における懸濁粒子の現場観測2019

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      古市 尚基,帰山 秀樹,杉松 宏一
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      海洋乱流の観測およびモデリングに関する研究集会
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  • [Presentation] 堆近傍の粒子物質輸送過程に関する数値的研究2019

    • Author(s)
      古市 尚基,大村 智宏,松村義正
    • Organizer
      2019 年度 九州沖縄地区合同シンポジウム「魚礁を取り巻く海洋環境と漁場整備技術」
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 海底混合層近傍の懸濁粒子動態2018

    • Author(s)
      古市尚基、東博紀、杉松宏一、大村智宏、越川海、長谷川徹、山田東也、帰山秀樹
    • Organizer
      日本海洋学会沿岸海洋シンポジウム
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] A large-eddy simulation study on the tidal bottom boundary layer and the behavior of suspended particulate matter on the Okinawa Trough, Japan2018

    • Author(s)
      古市尚基、東博紀、越川海、古島靖夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] VMP-X(投下式乱流微細構造プロファイラー)を用いた沖縄トラフにおける乱流計測2018

    • Author(s)
      古島 靖夫、東 博紀、福原 達雄、 松田 健也、 古市 尚基、山本啓之、福島 朋彦
    • Organizer
      海洋乱流の観測およびモデリングに関する研究集会(九州大学応用力学研究所研究集会)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 海底混合層近傍の懸濁粒子の動態に関する現場観測2018

    • Author(s)
      古市 尚基、東 博紀、杉松 宏一、牧 秀明、越川 海、遠藤次郎、宇田川 徹、大村 智宏
    • Organizer
      海洋乱流の観測およびモデリングに関する研究集会(九州大学応用力学研究所研究集会)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 現場観測に基づく海底混合層近傍の懸濁粒子動態に関する基礎的考察2017

    • Author(s)
      古市 尚基、東 博紀、杉松 宏一、牧 秀明、越川 海、遠藤次郎、宇田川 徹、大村 智宏
    • Organizer
      第64回海岸工学講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 相模灘の深海底乱流を対象とした現場観測と鉛直混合スキームの性能評価2017

    • Author(s)
      東 博紀, 古島 靖夫, 古市 尚基, 福原 達雄
    • Organizer
      第64回海岸工学講演会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 海底混合層近傍の懸濁粒子の動態に関する現場観測2017

    • Author(s)
      古市 尚基、東 博紀、杉松 宏一、牧 秀明、越川 海、遠藤次郎、宇田川 徹、大村 智宏
    • Organizer
      日本海洋学会2017年度秋季大会
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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