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2010 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

Research Project

Project/Area Number 20360223
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

竹原 幸生  近畿大学, 理工学部, 教授 (50216933)

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)
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
Research Abstract

竹原,江藤,高野は風洞水槽において風波砕波が生じる条件において画像計測を行い,乱れの状況を詳細に計測した.その結果,1)砕波が生じない場合に比べて,砕波波峰直下に強い渦が生じることが明らかとなった,2)また,生じた強い渦によって気泡が内部に取り込まれることが観察された。3)また,風洞水槽に改良を加え,風波波峰と追跡できる走行台車により,砕波波峰付近での気泡発生現象が高速ビデオカメラで撮影可能となった
鈴木は大気・海洋間CO_2収支の評価手法の向上について検討した.その結果,1)大気・海洋間CO_2収支積算において人工衛星や気象モデルなど複数の時空間解像度の風速データを用いて大気・海洋間CO_2収支を比較した結果,最大約40%の影響が示された.2)大気・海洋間CO_2輸送は砕波によってもCO_2が多く輸送される.そこで従来の風速モデルと砕波モデルを用いて大気・海洋間CO_2収支を比較した結果,高緯度で砕波の影響が大きいことが示された
森は造波水槽を用いた可視化実験を行い,砕波帯における混入気泡特性および底面圧力変動について検討を行ったその結果,1)時間平均した気泡径分布の形状は岸沖方向で変化せず,コヒーレントなスペクトルを持つ,2)ボイド率および平均気泡径は,鉛直方向に指数関数的に減少する,3)波高減衰から求めたエネルギー散逸率と平均気泡径との間には高い相関が見られることを明らかにした
水谷は風洞実験水槽において気流の可視化実験を行い,摩擦速度の空間的変化と気流の剥離の関係,また気流の剥離と波形の諸量の関係について検討を行った.その結果,1)気流の剥離の頻度と摩擦速度については明確な関係があった,2)気流の剥離は波面の局所的な形状に依存して発生した,3)気流の剥離の頻度は波形勾配,粗度長と定性的な関係が認められるが,明確な関係は不明なままであり,今後さらに検討を行う必要がある

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] 風波砕波下における渦運動のPTV計測2011

    • Author(s)
      竹原幸生
    • Journal Title

      ながれ

      Volume: 第29巻 Pages: 437-439

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of Vortices near Wind Wave Surfaces Using High-speed Video Camera and MLS2011

    • Author(s)
      K.Takehara
    • Journal Title

      Proc.The 6th International Symposium on Gas Transferat Water Surfaces

      Volume: (to be published)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1600万枚/秒の裏面照射撮像素子2011

    • Author(s)
      江藤剛治
    • Journal Title

      映像情報メディア学会誌

      Volume: Voi.65 No.3 Pages: 349-353

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laboratory measurements of air bubbles in the surf zone2011

    • Author(s)
      Mori, N.
    • Journal Title

      Proc.The 6th International Symposium on Gas Transferat Water Surfaces

      Pages: 12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatio-tempotral characteristics of near-bed pressure gradients on a barred beach2010

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

      J.of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering

      Volume: Vol.136, Issue 6 Pages: 327-336

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 和歌山県指定史跡水軒堤防の工学的機能性に関する研究2010

    • Author(s)
      水谷夏樹
    • Journal Title

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      Volume: 66 Pages: 881-885

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A 16 Mfps 165kpixel Backside-Illuminated CCD2011

    • Author(s)
      T.Goji Etoh
    • Organizer
      2011 IEEE International Solid-State Circuits Conference
    • Place of Presentation
      San Francisco(USA)
    • Year and Date
      2011-03-22
  • [Presentation] 風波砕波下における渦運動のPTV計測2010

    • Author(s)
      竹原幸生
    • Organizer
      日本流体力学会年会2010講演会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2010-09-10
  • [Presentation] The effect of wind variability on the air-sea CO, gas flux estimation.2010

    • Author(s)
      Naoya Suzuki
    • Organizer
      The 6^<th> International Symposium on Gas Transfer at Water Surfaces
    • Place of Presentation
      京都ガーデンパレス(京都)
    • Year and Date
      2010-05-21
  • [Presentation] The Relationship between Occurrence Frequency of Air Flow Separation over Wind Waves and Statistic Values of Wind Waves2010

    • Author(s)
      Mizutani, N.
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Gas Transfer at Water Surfaces
    • Place of Presentation
      京都ガーデンパレス(京都)
    • Year and Date
      2010-05-19
  • [Presentation] Laboratory measurements of air bubbles in the surf zone2010

    • Author(s)
      Mori, N.
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Gas Transfer at Water Surfaces
    • Place of Presentation
      京都ガーデンパレス(京都〉
    • Year and Date
      2010-05-18

URL: 

Published: 2012-07-19  

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