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風の海面摩擦係数における波浪・風速変動の影響

研究課題

研究課題/領域番号 18H01284
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

鈴木 直弥  近畿大学, 理工学部, 教授 (40422985)

研究分担者 高垣 直尚  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00554221)
早稲田 卓爾  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30376488)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード風の海面摩擦係数 / 風速・風向変動 / 表層流 / うねり / 海面状態 / 風の海面摩擦係数の変動 / 有義波高 / 海面応力 / 大気・海洋間運動量輸送 / 風波 / 波浪 / 海流 / 吹走距離 / 浅海波
研究成果の概要

風速に対する風の海面摩擦係数の大きな変動要因において室内実験および現場海洋で観測を行うことで波浪と風速変動の影響について検討した。その結果、風波水槽実験より風波と同一方向の成分波および表層流の混在における風の海面摩擦係数の変動に関する知見が得られた。海洋観測より平均風速・有義波高の時系列での変動や瞬間風速の変動における風の海面摩擦係数の変動に関する知見が得られた。さらに新たに風向の変動も風の海面摩擦係数の変動要因となる知見も得られた。そして小型大気乱流・波浪同時計測ブイを用い、より高精度な観測を行うためにIMUセンサを用いた手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球環境変化やその基礎となる気候システムの変動・変化の最も基本的な要素の1つである大気・海洋間運動量フラックスを求めるための重要なパラメータである風の海面摩擦係数が風速に対して大きく変動し、その変動要因の知見が十分でないため、精度の良い風の海面摩擦係数モデルは確立されていない。本研究は、風の海面摩擦係数の変動要因として波浪の影響のみでなく海面上を吹く風速の変動に着目し、波浪の影響のみならず風速・風向変動によっても風の海面摩擦係数の変動要因となる知見が得られ、さらにブイで高精度観測を行うための新たな手法を提案したことに学術的および社会的な意義がある。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 9件)

  • [国際共同研究] IAP, the Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 海洋での波情報計測に向けたIMUセンサ搭載小型ブイの開発2022

    • 著者名/発表者名
      UETANI Hiroaki、SUZUKI Naoya、IKEDA Astutoshi
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_121-I_126

    • DOI

      10.2208/kaigan.78.2_I_121

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of wind fluctuations and various drag coefficient models on air-sea momentum flux estimation at high wind speeds2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Suzuki, Yohei Ueda, Naohisa Takagaki, Iwao Ueki, Atsutoshi Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Marine Science and Technology Society

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of air-side freestream turbulence on the development of air-liquid surface waves2020

    • 著者名/発表者名
      Takagaki Naohisa、Suzuki Naoya、Takahata Shunsaku、Kumamaru Hiroshige
    • 雑誌名

      Experiments in Fluids

      巻: 61 号: 6 ページ: 136-136

    • DOI

      10.1007/s00348-020-02977-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of current on wind waves in strong winds2020

    • 著者名/発表者名
      Takagaki Naohisa、Suzuki Naoya、Troitskaya Yuliya、Tanaka Chiaki、Kandaurov Alexander、Vdovin Maxim
    • 雑誌名

      Ocean Science

      巻: 16 号: 5 ページ: 1033-1045

    • DOI

      10.5194/os-16-1033-2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 風波水槽での吹走距離延長のためのループ法の開発 -気流・波ハイブリットループ法の構築-2020

    • 著者名/発表者名
      UEMURA Yusuke、TAKAGAKI Naohisa、SUZUKI Naoya
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_1399-I_1404

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_1399

    • NAID

      130007935832

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数のIMUセンサを用いた風速計動揺補正の定量評価2019

    • 著者名/発表者名
      TANIGUCHI Hiroto、SUZUKI Naoya、GARCIA Gustavo、IKEDA Atsutoshi
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_1303-I_1308

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_1303

    • NAID

      130007730080

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数値シミュレーションによる海上風観測における船舶の影響2019

    • 著者名/発表者名
      Naoya Suzuki, Takenobu Michioka, Masanori Konda, Kunio Kutsuwada, Yuji Masuda
    • 雑誌名

      海洋理工学会誌

      巻: 25 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.14928/amstec.25.1_1

    • NAID

      130007688460

    • ISSN
      1341-2752, 2188-3262
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工衛星および再解析から得られる種々の全球規模海上風速データセットの精度比較2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Suzuki, Masanori Konda, Kunio Kutsuwada, Kyota Utsunomiya
    • 雑誌名

      海洋理工学会誌

      巻: 24 号: 2 ページ: 31-37

    • DOI

      10.14928/amstec.24.2_31

    • NAID

      130007554160

    • ISSN
      1341-2752, 2188-3262
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] IMUセンサを複数搭載した小型ブイによる波のパラメータ推定2022

    • 著者名/発表者名
      上谷太陽、鈴木直弥、池田篤俊
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海洋での波情報計測に向けたIMUセンサ搭載小型ブイの開発2022

    • 著者名/発表者名
      上谷太陽、鈴木直弥、池田篤俊
    • 学会等名
      第69回海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Development Consecutive Sensing Buoy System for Measurement of Ocean Waves2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Uetani, Naoya Suzuki, Atsutoshi Ikeda
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of small buoy with built-in multiple IMU for sea surface condition measurement2022

    • 著者名/発表者名
      Atsutoshi Ikeda, Naoya Suzuki, Hiroaki Uetani, Hiroto Taniguchi
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion Compensation of an Anemometer Using Multiple IMU Sensors in a World Coordinate System2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Taniguchi, Naoya Suzuki, Gustavo Garcia, Astutoshi Ikeda
    • 学会等名
      American Meteorological Society 101st Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強烈な砕波を伴う気液界面における運動量輸送量の測定手法の構築2020

    • 著者名/発表者名
      合田総一郎, 高垣直尚, 鈴木直弥, 松田景吾, 小森悟, Yuliya Troitskaya
    • 学会等名
      2020年度日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 風波水槽での高風速時の砕波を伴う大気・海洋間運動量輸送の評価2020

    • 著者名/発表者名
      合田 総一郎, 高垣 直尚, 鈴木 直弥, 松田 景吾, 小森 悟, Yuliya Troitskaya
    • 学会等名
      海洋理工学会令和2年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 全球規模での大気・ 海洋運動量フラックス積算における海上風速データの時間解像度および抵 抗係数モデルの相違による影響評価2020

    • 著者名/発表者名
      上田 陽平, 鈴木 直弥, 高垣 直尚, 植木 巌
    • 学会等名
      海洋理工学会令和2年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 強風時の大気・海洋間運動量輸送に及ぼす浅瀬の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木 燦汰, 高垣 直尚, 鈴木 直弥
    • 学会等名
      海洋理工学会令和2年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of the fluctuation of the wind speed and direction on the drag coefficient investigated using tower-based measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Naoya Suzuki, Takuji Waseda
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rotational motion compensation towards precise wind speed measurement on the sea2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Taniguchi, Naoya Suzuki, Gustavo Garcia, Atsutoshi Ikeda
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sea surface effects on the growth of wind wave in laboratory experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Tanaka, Naoya Suzuki, Naohisa Takagaki, Yuliya Troitskaya, Satoru Komori, Alexander Kandaurov, Maxim Vdovin, Masanori Konda
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement method of the wind stress at high wind speeds in laboratory experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Temma Onishi, Naohisa Takagaki, Naoya Suzuki
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of component waves on drag coefficient in laboratory experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Rikuya Maekawa, Naoya Suzuki, Naohisa Takagaki
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the loop method on long-fetch conditions in wind wave tank2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Uemura, Naohisa Takagaki, Naoya Suzuki
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Ocean Sciences Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 風波水槽での吹送距離延長のための気流ループ法の確立-気流・波ハイブリッドループ法に向けて-2019

    • 著者名/発表者名
      上村友祐、高垣直尚、鈴木直弥
    • 学会等名
      海洋理工学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 観測塔周りの気流を対象としたLarge-eddy simulation2019

    • 著者名/発表者名
      道岡武信、鈴木直弥
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 風波水槽での大気・海洋間運動量輸送における表層流の影響の検討に向けた初期実験2019

    • 著者名/発表者名
      田中千晶、鈴木直弥、高垣直尚、根田昌典
    • 学会等名
      海洋理工学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 風波水槽での気側ループ法の確立および風速鉛直分布の相違による風波への影響の検討2018

    • 著者名/発表者名
      上村友祐、高垣直尚、鈴木直弥、小森悟
    • 学会等名
      平成30年度海洋理工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 平塚観測塔が周辺の気流に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      白石涼、道岡武信、鈴木直弥
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 風波水槽を使用した風波の発達における気側乱流の影響2018

    • 著者名/発表者名
      大西天真、高垣直尚、鈴木直弥、小森悟、井上海地
    • 学会等名
      平成30年度海洋理工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 風波水槽実験による抵抗係数の変動における成分波の影響2018

    • 著者名/発表者名
      前川莉玖弥、高垣直尚、鈴木直弥、小森悟
    • 学会等名
      平成30年度海洋理工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高精度な海面風応力計測に向けた超音波風速計の動揺補正実験2018

    • 著者名/発表者名
      谷口 寛人、鈴木 直弥、池田 篤俊
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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