2009 Fiscal Year Annual Research Report
風波砕波によるホワイトキャップ現象の高速ビデオカメラによる解明
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20360223
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
竹原 幸生 Kinki University, 理工学部, 准教授 (50216933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江藤 剛治 近畿大学, 理工学部, 教授 (20088412)
森 信人 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90371476)
水谷 夏樹 大阪産業大学, 工学部, 准教授 (50356036)
鈴木 直弥 近畿大学, 理工学部, 講師 (40422985)
高野 保英 近畿大学, 理工学部, 講師 (80330231)
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| Keywords | 風波 / 気体輸送 / ホワイトキャップ / 高速ビデオカメラ / 画像計測 |
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| Research Abstract |
大気海洋間の気体輸送現象解明のために風波界面近傍に生じるホワイトキャップのメカニズムの解明を目的として,最新の画像計測装置を用いてホワイトキャップ内の詳細なメカニズムを計測することを目的としている.本年度は以下のような研究を行った。
昨年度作成した風洞水槽を使用してホワイトキャップ発生時を再現した砕波による気泡発生時の波峰付近の流れ場の画像計測を行った。計測の結果,砕波によって生じる砕波先端部に生じる強い時計回りの渦が気泡の発生に強く影響を及ぼしていることが分かった。また,その渦は,砕波の進行に伴い,サイズを大きくし,水面下に移流していくことが明らかになった。
また,自由ジェットを用いた可視化実験により,界面に混入する気泡と運動量の関係を明らかにした.この結果をもとに,海面波の砕波実験を行い,砕波強度と気泡混入特性について検討を行った.
風波が発達する過程において,水面上の気流の可視化計測を行い、波面背後に現れる気流の剥離域の発生について着目し,気流の剥離の発生頻度と気流分布や波浪に関する諸量との関係について明らかにした.
現地計測との比較を行うために,風速に対する抵抗係数の変動において、京都大学防災研究所所有の白浜観測塔で観測された波の方向スペクトルを解析し、風波に対するうねりの方向の場合分けを行うことでうねりの方向によって抵抗係数の変動が異なることが示された。全球規模大気・海洋間CO2収支積算において種々の全球規模データを使用することで時間解像度の相違による風速変動の影響を評価し、風速変動の重要性を示唆した。
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