密度成層流における垂直混合過程の大規模乱流構造に関する基礎的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450388
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 鈴木 敏夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹見 哲也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10314361) ; 鈴木 博善 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00252601) ; 戸田 保幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20172166)
• Keywords: 密度流 / 可視化 / 湾内潮汐流 / PIV / 湧昇流 / MECモデル / 境界適合格子

Research Abstract

1.閉鎖型湾内における流れのシミュレーションを行う場合に問題となる計算格子に境界適合格子を用いたバージョンの静水圧近似の部分のプログラムを新たに開発した。モデルの検証として潮位応答の線型理論との比較、およびMECモデルの可変格子バージョンとの計算結果の比較を行った。また、長崎県大村湾の潮汐・潮流シミュレーションを行い、観測値との比較を行った。この結果以下のことが明らかになった。
(1)計算領域を単一ブロックで計算した結果と、同様の計算領域を複数のブロックに分割し計算した結果を比較し、マルチブロック法の有効性を確認した。
(2)長崎県大村湾の潮汐・潮流シミュレーションを行い、観測値との比較を行なった結果、湾内の潮位の応答に関しては観測値に近い挙動が得られた。
2.湧昇性渦による大規模乱流渦の混合過程を調べるために粒子画像流速測定法(Particle Image Velocimetry: PlV)と圧力変動を組み合わせて計測を行い、流場の特性解明を試みた。その結果
(1)V字型の湧昇流発生装置が平面型に比べて強い湧昇流を発生する原因は、V字型後の流域では三角翼上面のような渦構造になっており剥離域が小さく、渦の減衰が少なくなるためである。
(2)圧力変動からある程度の周期的変動が認められたが、速度計測からは卓越した周期を検出するには至らなかった。
3.大規模密度場混合の例として、大気の混合について観測データをもとにして解析を試みた。その結果以下のことが明らかになった。
(1)大気下層の混合層は対流抑制期には存在するが対流活発期には消滅する。
(2)海表面温度の変動と積雲被覆率との相関係数は遅れ時間、+5〜1O(時間)において極小を必ず取り、+19(時間)において、ほぼ極大を取ることが分かった。

Research Products

• [Publications] 栗岡 俊介: "BFCグリッドバージョンの試計算"日本造船学会・MECモデルワークショップ. 2. 65-78 (2001)
• [Publications] 柴山 健一: "熱帯海洋域におけるSSTと雲の被覆率との相関に関する研究"海洋気象学会・例会要旨集. 96. 66-69 (2001)
• [Publications] 森脇 嘉一: "太平洋赤道海域における観測・数値解析による積雲対流活動の日変化に関する研究"海洋気象学会・例会要旨集. 96. 62-65 (2001)