• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

風波気液界面を通しての運動量,熱,物質移動に及ぼすうねりおよび高風速の影響

研究課題

研究課題/領域番号 11J01490
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 流体工学
研究機関京都大学

研究代表者

岩野 耕治  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード運動量輸送 / 物質輸送 / 熱輸送 / うねり / 高風速
研究概要

地球の表面積の約7割を占める海洋と大気の間の運動量, 熱および物質の移動量を正確に評価するモデルを構築することは, 地球温暖化予測や台風の発生・進路予測を行ううえで, 極めて重要である. しかしながら, 現在一般的に用いられているモデルにはいくつかの間題があり, その信頼性は低いままである. 一つ目の問題点は, 現在のモデルは海洋観測により得られた各種移動量を無理やり風速のみで相関したものであり, うねりなどの風以外の要因の影響がまったく考慮されていないことである. 二つ目の問題点は, 高風速域において, 低風速域のデータを外挿補完した信頼性に著しく欠けるモデルが使用されていることである. そこで, 本研究では, 高精度な測定が可能な風洞水槽を用いた室内実験により, 風波気液界面を通しての運動量, 熱および物質の移動量を直接測定し, うねりと高風速が移動量にいかなる影響を及ぼすかについての問題を解決することを目的とする. 本年度は以下に示す内容の研究を実施した.
【うねり】
うねりが風波気液界面を通しての熱移動に及ぼす影響を精密に評価するために, 液側温度の時間変化から風波気液界面を通しての潜熱と顕熱の移動量を評価することが可能な新たな測定方法を考案した. これにより波高の大きなうねりに対しても高い精度で熱移動係数を測定できるようになった.
【高風速】
液側バルク二酸化炭素濃度の時間変化より風波気液界面から放散される二酸化炭素量を算出する全体マスバランス法により, 高風速域における二酸化炭素の液側物質移動係数の測定を行った. その結果, 風速が20m/s程度までは液側物質移動係数は風速に対して単調に増加するものの, それ以上の風速に対しては激しい砕波の影響により, その値が急激に大きくなることが明らかとなった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

風洞水槽において, うねりおよび高風速の影響を調べるために測定技術の開発を行った. さらに, その測定技術を用いて台風直下のような高風速域における風波気液界面を通しての二酸化炭素の移動量の測定を行い, 液側物質移動係数の風速に対する増加傾向が激しい砕波が発生し始める風速20m/s程度以上から急激に強まるという大変興味深い知見を得た. これらの研究成果を論文にまとめるに至ったことは, ほぼ期待通り研究が進展したと評価できる.

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Mass transfer velocity across the breaking air-water interface at extremely high wind speeds2013

    • 著者名/発表者名
      K. Iwano, N. Takagaki, R. Kurose, S. Komori
    • 雑誌名

      Tellus B

      巻: 65 号: 1 ページ: 21341-21341

    • DOI

      10.3402/tellusb.v65i0.21341

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong correlation between the drag coefficient and the shape of the wind sea spectrum over a broad range of wind speeds2012

    • 著者名/発表者名
      Takagaki, N., Koraori, S., Suzuki, N., Iwano, K., Kuramoto, T., Shimada, S., Kurose, R., Takahashi, K.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 39 号: 23

    • DOI

      10.1029/2012gl053988

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 広い髄期におけるマスバランス法による物質輸送係数の測定2014

    • 著者名/発表者名
      岩野耕治, 高垣直尚, 神内浩行, 西平守志, 黒瀬良一, 小森悟
    • 学会等名
      日本海洋学会2014年度春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大 (東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] STATISTICAL PROPERTIES OF WIND WAVES GENERATED IN EXTREMELY-HIGH WIND CONDITION2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takagaki, K. Iwano, S. Komori
    • 学会等名
      Ocean Science Meeting 2014
    • 発表場所
      Honolulu (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 教風速下における風波気液界面を通しての物質輸送量の評価2013

    • 著者名/発表者名
      岩野耕治, 高垣直尚, 神内浩行, 西平守志, 黒瀬良一, 小森悟
    • 学会等名
      日本流体力学2013年度年会
    • 発表場所
      東京農工大 (東京)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Correlation Between Drag Coefficient and Wave Slope at Extremely High Wind Speeds2013

    • 著者名/発表者名
      N. Takagaki, K. Iwano, S. Komori
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2013
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 砕波を伴う高風速下における水位変動の測定2012

    • 著者名/発表者名
      高垣直尚、島田暁、倉本武典、岩野耕治、神内浩行、黒瀬良一、小森悟
    • 学会等名
      日本流体力学会2012年度年会
    • 発表場所
      高知大学(高知県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 強風速下における風波の波形勾配の評価2012

    • 著者名/発表者名
      高垣直尚、倉本武典、神内浩行、岩野耕治、黒瀬良一、小森悟
    • 学会等名
      第90期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mass transfer across the air-water interface with wave breaking2012

    • 著者名/発表者名
      Iwano, K., Takagaki, N,, Kurose, R., Komori, S.
    • 学会等名
      The Twelfth Kyoto - Tsinghua - Seoul National University Thermal Engineering Conference
    • 発表場所
      Kyoto University (Kyoto)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高速風洞水槽を用いた風波界面上の抗力測定2012

    • 著者名/発表者名
      高垣直尚、岩野耕治、島田暁、倉本武典、黒瀬良一、小森悟
    • 学会等名
      日本海洋学会2012年度春季大会
    • 発表場所
      筑波大学(つくば、茨城)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Momentum transfer at the air-water interface in extremely-high wind conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Naohisa Takagaki, Satoshi Shimada, Takenori Kuramoto, Koji Iwano, Ryoichi Kurose, Satoru Komori
    • 学会等名
      2012 Ocean Sciences Meeting
    • 発表場所
      Ssalt Place Convention Center (Salt Lake City, Utah, USA)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Fetch and Entrained Bubbles on Mass Transfer across the Air-Water Interface with Wave Breaking2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Iwano, Naohisa Takagaki, Ilyasov Emil, Ryoichi Kurose, Satoru Komori
    • 学会等名
      The Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 発表場所
      Songdo Convensia Center (Inchon, Korea)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高風速下における砕波気液界面を通しての運動量輸送2011

    • 著者名/発表者名
      倉本武典、島田暁、岩野耕治、高垣直尚、黒瀬良一、小森悟
    • 学会等名
      日本流体力学会2011年度年会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 砕波を伴う高風速域における物質輸送量の評価2011

    • 著者名/発表者名
      岩野耕治、高垣直尚、Ilyasov Emil、黒瀬良一、小森悟
    • 学会等名
      日本機械学会2011年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi