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2005 Fiscal Year Annual Research Report

火山爆発とそれに伴う流動現象の機構解明

Research Project

Project/Area Number 14080204
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小屋口 剛博  東京大学, 地震研究所, 教授 (80178384)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大橋 弘忠  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80185355)
高木 周  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272371)
伊藤 伸泰  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70211745)
井田 喜明  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (30013535)
亀田 正治  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (70262243)
Keywords火道流れ / 気泡核生成 / マグマ破砕 / 噴煙乱流混合 / 気液混相流体 / 粉流体 / 減圧相変化挙動 / 脱ガス
Research Abstract

本年度は,「火道流モデル」および「噴煙モデル」の研究について以下のような成果が得られた.
火道流モデルについては,定常流モデルについて,その地質学的条件やマグマ物性に対する依存性を理解する基礎となる解析解が得られ,さらに,その性質が気泡の核形成・成長,マグマの破砕,脱ガス作用という素過程に強く依存することが示された.また非定常モデルに基づいて,脱ガス作用の影響やドーム噴火の噴出率変動に関する解析が進められた.これらの火道流モデルに関連する素過程の物理について,高粘性流体の急減圧流動装置および相変化を含む衝撃波管実験装置を製作し,急減圧に伴う気泡の成長,破砕過程,高速流動現象を再現することに成功した.また,高粘性マグマに対する衝撃波管理論を構築し,これらの実験結果からマグマの破砕基準を推定することに成功した.さらに,上記の実験で観察される現象の基礎的な物理を解明するために,急減圧に伴う気相核形成の分子動力学モデルや気泡の変形を再現する新数値手法が開発され,解析が進んだ
火山噴煙モデルについては,乱流混合を定量的に再現する3次元火山噴煙モデルの構築に成功し,火砕流の発生条件や噴煙の高度を定量的に再現することが可能となった.本年度は,さらに,この数値モデルに基づく大規模計算を行い,ピナツボ1991年噴火の人工衛星データと比較することによって,野外データに基づく検証を行った.本3次元火山噴煙モデルは乱流混合を定量的な議論に堪える精度で再現することに成功した世界初の噴煙モデルであり,本計画研究の特筆すべき成果の一つである.火砕流のモデルについては,粉体の流動化に対する熱輸送の影響などの素過程に関する離散要素法による数値モデルの開発が進み,同時に室内実験を行うことによって数値モデルの検証が進んだ.

  • Research Products

    (16 results)

All 2006 2005

All Journal Article (16 results)

  • [Journal Article] Dynamic simulation of multi-component viscoelastic fluids using the lattice Boltzmann method.2006

    • Author(s)
      Onishi, J., Chen, Y., Ohashi, H.
    • Journal Title

      Physica A 362

      Pages: 232

  • [Journal Article] Molecular-dynamics-simulation of vulcanian eruption.2006

    • Author(s)
      湯川諭, 伊藤伸泰
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録 1472

      Pages: 232

  • [Journal Article] 気液界面における温度構造2006

    • Author(s)
      小串典子, 湯川諭, 伊藤伸泰
    • Journal Title

      数理解析研究所講究録 1472

      Pages: 240

  • [Journal Article] 多分散粒子系流動層における流体抵抗モデルの検討2006

    • Author(s)
      川口寿裕, 土井敦亘, 田中敏嗣, 辻 裕
    • Journal Title

      混相流 20(掲載予定)

  • [Journal Article] 超高粘性流体の減圧相変化挙動に関する研究(可視化低圧実験による流動観測)2006

    • Author(s)
      阿部 豊, 若林信行
    • Journal Title

      日本混相流学会年会講演会2005論文特集号 (掲載予定)

  • [Journal Article] The effect of magma flow on nucleation of gas bubbles in a volcanic conduit.2005

    • Author(s)
      Massol, H., Koyaguchi, T.
    • Journal Title

      J.Volcanol.Geotherm.Res. 143

      Pages: 69-88

  • [Journal Article] An analytical study for 1-dimensional steady flow in volcanic conduits.2005

    • Author(s)
      Koyaguchi, T.
    • Journal Title

      J.Volcanol.Geotherm.Res. 143

      Pages: 29-52

  • [Journal Article] A numerical study of turbulent mixing in eruption clouds using a three-dimensional fluid dynamics model.2005

    • Author(s)
      Suzuki, Y.J., Koyaguchi, T., Ogawa, M., Hachisu, I.
    • Journal Title

      J.Geophys.Res. 110・B08201

      Pages: doi:10.1029/2004JB003460

  • [Journal Article] A theoretical model for fragmentation of viscous bubbly magmas in shock tubes.2005

    • Author(s)
      Koyaguchi, T., Mitani, N.K.
    • Journal Title

      J.Geophys.Res. 110・B10202

      Pages: doi:0.1029/2004JB003513

  • [Journal Article] 噴火のダイナミックス:噴火タイプおよび噴出物・堆積物の性質の観点から2005

    • Author(s)
      小屋口剛博
    • Journal Title

      火山 50

      Pages: S151-S166

  • [Journal Article] 阿蘇火山におけるマグマ供給系の長期的進化2005

    • Author(s)
      金子克哉, 小屋口剛博, 古川邦之
    • Journal Title

      月刊地球 28

      Pages: 67-74

  • [Journal Article] 気液二成分系における核生成速度の逆転現象(逆転現象における分子径依存性の分子動力学解析)2005

    • Author(s)
      津田伸一, 徳増崇, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本機械学会論文集B編 71・707

      Pages: 1893-1900

  • [Journal Article] Prediction of gas-particle dynamics and heat transfer in a two-dimensional spouted bed.2005

    • Author(s)
      Swasdisevi, T., Tanthapanichakoon, W., Charinpanitkul, T., Kawaguchi, T., Tanaka, T., Tsuji, Y.
    • Journal Title

      Advanced Powder Technology 16

      Pages: 275-293

  • [Journal Article] 粒子クラスターの多重スケール構造2005

    • Author(s)
      辻拓也, 伊藤瑛人, 佐合康弘, 田中敏嗣
    • Journal Title

      可視化情報学会誌 25

      Pages: 281-282

  • [Journal Article] Small inflation sources producing seismic and infrasonic pulses during the 2000 eruptions of Miyake-jima, Japan.2005

    • Author(s)
      Kobayashi, T., Ida, Y., Ohminato, T.
    • Journal Title

      Earth Planet.Sci.Letters 240

      Pages: 291-301

  • [Journal Article] 浅間火山で頻発した小噴火の噴煙運動の特徴:2004年9月15-18日噴火2005

    • Author(s)
      寺田暁彦, 井田喜明, 飯島聖, 吉本充宏, 嶋野岳人
    • Journal Title

      火山 50

      Pages: 555-565

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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