2021 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 |
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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)砕波乱流数値モデルに，Ghost Fluidモデルを導入し，気液界面の不安定による風波の発生の再現計算に成功した．混入気泡，泡沫モデルを導入し，気泡の運動から水面での泡沫としてのクラスタリングを通した気液流体運動を再現した．(2)風洞実験設備において，超高速風に対する砕波上に発達する大気境界層内風速分布，海中流速分布に加え，レーザー干渉計測の導入により気中の飛沫サイズ並びに速度分布，水中の混入気泡サイズおよび速度分布の風速依存性を明らかにした．それら気泡，飛沫の海面抵抗への寄与を見積もった．(3)台風及び爆弾低気圧通過時の気象海象集中観測により，海面抵抗係数，海洋性エアロゾル，海面温度分布，白波占有面積，残存foam分布に関するデータを継続して取得し，分析を行った．
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)Diffusive Light Photographyを風波に適用し，水位の面的計測を行った．時空間3次元スペクトル解析により，複数の異なる波数ベクトルをもつ波浪間の非線形エネルギー輸送の発生を発見した．(2)現地観測で計測した可視画像から，風況及び波浪場に応じた白波及びmicro-breaking発生分布を分析した．
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り，強風時の海面抵抗低減効果を含めたモデルに対して将来気候予測への影響を評価した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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