| Project/Area Number |
20K04699
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 風波 / 極域 / 気液温度勾配 / PIV / 陽的MPS法 / 風洞水槽 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，極域のような温度成層の場を設定することが可能な冷凍室内の風洞水槽を用いて，多様な成層条件下での実験を行い，温度成層が波の時間的発達率，摩擦速度および海面粗度に与える影響を明らかにする．さらに，代表風速で定義した海面抵抗係数の定式化を行い，その抵抗係数を組み込んだ数値水槽の開発を行うことである.
本研究によって極域における風波の発生・発達機構の解明および温度成層の条件に適応したバルク式の提案が可能となる．また，海面抵抗係数で表されるバルク式を組み込んだ数値水槽を開発することによって，極域で起こり得る波浪の推算に寄与することが可能となる．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aims to identify characteristics of wind waves with an air-liquid temperature gradient. The following conclusions were reached in this study.
1) The lower the air temperature relative to the water temperature, the greater the wave height will tend to be. 2) The cause of the more significant wave height is inferred to be the increase in momentum transported from the wind to the water surface due to the decrease in water surface temperature and the increase in the kinematic viscosity of the water surface. 3) When the wind speed increases and the water surface variability develops, the factors that affect momentum transport are the factors that affect the water surface kinematic viscosity and the water surface momentum transport. 3) As wind velocity increases and water surface variability develops, the factor influencing momentum transport changes from the kinematic viscosity of the water surface to waves drag.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は、気候変動シミュレーションにおいて十分に検討されていない極域における気液境界層のモデル化の基になる貴重なデータを取得することができた。特に、気液温度勾配下における風波の波浪特性を明らかにし、気温の影響を受けた気液双方の動粘性係数の変化が波の発達に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。このような事実は、観測データの乏しい極域における風波の発生・発達率の精度を高めることを可能とし、地球規模における気候変動の予測精度の向上に結びつく成果と言える。
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