2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanical interactions between High-speed marine boundary layer flows and ocean waves
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18H03791
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡部 靖憲 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20292055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猿渡 亜由未 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00563876)
山田 朋人 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959)
新井田 靖郎 一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (10817703)
馬場 康之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (30283675)
大塚 淳一 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 主任研究員 (50540556)
志村 智也 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70789792)
森 信人 京都大学, 防災研究所, 教授 (90371476)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 水工水理学 / 海岸工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タスク1 風波砕波後の渦構造の遷移とエアレーションによる運動量・熱輸送効果の解明：(1)開発した気液二相sharp interfaceモデルを導入し，波面の不安定挙動及び気液両相に形成される乱流境界層流れの相互作用を明らかにした．さらに微細気泡群が水面に浮上し，泡沫として水面に残留する気液混相モデルを新たに開発し，気泡の水面到達時の振動が水面上の乱流生成に大きくかかわることが明らかになった．(2)高速風洞水槽実験において，風波砕波によって放出した飛沫のサイズ分布並びに飛沫速度分布に加え，混入する微細気泡サイズ分布をレーザー干渉計測によって明らかにした．(3)白浜海象観測塔において気象海象集中観測を行い，台風来襲時の気象海象統計データの蓄積を行った．
タスク2 micro-breakingによる熱・気体輸送フラックスのパラメタリゼーション：(1)風洞水槽で発生する波面下の酸素濃度境界層並びに濃度拡散の発達をLaser
Induced Fluorescenceによって見積もるための実験及び解析を行い，micro-breakingによる酸素輸送効果を検出可能であることが判明した．砕波に伴う海面上の泡沫の発生，クラスタリング，合体，崩壊に至る一連の泡沫発達機構の画像解析により，砕波過程を通した泡沫分布特性が明らかになった．(2) 紋別市ガリンコタワーにおいて爆弾低気圧下の海象及び熱輸送を調査するための観測を行い，爆弾低気圧来襲時の気象海象統計データの蓄積を行った．
タスク3 局所海面抵抗と海水面温度の全球気候，波候への影響評価：GCMに波浪による海面抵抗を導入し，気候変動への影響を評価する開発済みのGCM波浪結合モデルによって強風時の海面抵抗低減効果を含めたモデルに対して感度分析を昨年に引き続き行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
数値解析および実験に関しては順調に進展し，最終的なモデルの提案を行うための成果は得られている．新型コロナ対策の影響で新規の作業が制限された現地観測においても，継続しいる観測項目に対するデータは取得できており，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り全てのタスクを分担者と共に進めていく．新型コロナウィルス対応で研究機関間の移動が制限されるため，オンライン会議などを利用した打合せを行い，計画に遅延が生じないよう対応する．
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