密度成層流体における鉛直流れとラグランジュ的鉛直拡散の解明

• 研究課題/領域番号: 24656124
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 花崎 秀史 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60189579)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 成層流体 / 粒子画像速度計測 / レーザー誘起蛍光法 / 鉛直運動 / ジェット

研究成果の概要

成層流体中を鉛直移動する球まわりの流れ場について、塩分成層流体を用いた実験、及び、数値シミュレーションを行なった。実験においては、レーザーを用いて微小な粒子の位置を測定することにより流速を計測する「粒子画像計測法」、及び、蛍光染料にレーザーを照射して蛍光強度の分布から染料の濃度分布を計測する「レーザー誘起蛍光法」を用いて塩分濃度分布の測定を行った。その結果、物体による鉛直方向への流体の引き込みと鉛直方向のジェットの生成が、球面上で塩分濃度が大きく変化する塩分境界層に支配されていることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical simulation of capillary gravity waves excited by an obstacle in shallow water. (2015)
  • 著者名/発表者名: Motonori Hirata, Shinya Okino, and Hideshi Hanazaki
  • 雑誌名: Proceedings of the Estonian Academy of Sciences 巻: 64 号: 3 ページ: 278-284
  • DOI: 10.3176/proc.2015.3.11
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Numerical simulation of jets generated by a sphere moving vertically in a stratified fluid (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Hanazaki, S. Nakamura & H. Yoshikawa
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: 765 ページ: 424-451
  • DOI: 10.1017/jfm.2014.737
  • 査読あり
• [雑誌論文] 成層流体中を鉛直移動する球によるジェットの形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 仲村将大、沖野真也、花崎秀史
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録 「非線形波動現象の数理と応用」 巻: 1890 ページ: 61-72
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] 内部重力波と水面波が同時に励起される系の数値シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池琢、沖野真也、花崎秀史
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録 「非線形波動現象の数理と応用」 巻: 1890 ページ: 50-60
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] LIF measurements of the flow past a sphere descending in a stratified fluid. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Akiyama, S. Okino & H. Hanazaki
  • 雑誌名: Bulletin of the American Physical Society 巻: 59 ページ: 133-133
• [雑誌論文] Jets generated by a sphere moving vertically in stratified fluids (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Hanazaki, S. Okino, S. Nakamura & S. Akiyama
  • 雑誌名: Bulletin of the American Physical Society 巻: 58 ページ: 377-377
• [雑誌論文] LIF Measurements of the flow around a sphere descending vertically in a stratified fluid (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Okino, S. Akiyama & H. Hanazaki
  • 雑誌名: Proc. The 13th Tsinghua-Seoul-Kyoto Three Asian University Thermal Engineering Conference. 巻: 13 ページ: 1-1
• [雑誌論文] Numerical simulation of jets generated by a sphere moving vertically in stratified fluids. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hanazaki & S. Nakamura
  • 雑誌名: Bulletin of the American Physical Society 巻: 57(17) ページ: 144-144
• [雑誌論文] Process of the jet formation by a sphere moving vertically in a stratified fluid. (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura & H. Hanazaki
  • 雑誌名: Proc. of The 12th Seoul-Kyoto-Tsinghua Three Asian University Thermal Engineering Conference. 巻: 12 ページ: 61-64
• [学会発表] 強成層の流体中を鉛直移動する球まわりの流れ場 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和氣悠将、秋山真作、野口真之介、沖野真也、花崎秀史
  • 学会等名: 第53回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2016-05-24
• [学会発表] PIV measurements of the flow around a sphere descending in a salt stratified fluid. (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Akiyama, Y. Waki, S. Okino & H. Hanazaki
  • 学会等名: The 15th Kyoto-Tsinghua-Seoul National University Thermal Engineering Conference
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Particle path analysis of the flow past a sphere moving vertically in a stratified fluid (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Arai, S. Okino & H. Hanazaki
  • 学会等名: The 14th Seoul National-Kyoto-Tsinghua University Thermal Engineering Conference
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-11-01
• [学会発表] LIF measurements of the jet behind a sphere moving vertically in a stratified fluid (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Okino, S. Akiyama & H. Hanazaki
  • 学会等名: 10th European Fluid Mechanics Conference
  • 発表場所: Lyngby, Denmark
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18
• [学会発表] Experimental and numerical investigation of the flow behind a sphere moving vertically in a stratified fluid (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Akiyama，S. Nakamura, S. Okino & H. Hanazaki
  • 学会等名: The 15th International Heat Transfer Conference.
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-15
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球によるジェットの形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 仲村将大、花崎秀史、沖野真也
  • 学会等名: 京都大学工学研究科高等研究院 流体基礎工学研究部門 第１回公開セミナー
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球まわりの密度境界層のLIFによる測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋山 真作、鈴江 和昌、 沖野 真也、花崎 秀史
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2013
  • 発表場所: 東京農工大学
• [学会発表] 内部重力波と水面波が同時に励起される系の数値シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池琢、沖野真也、花崎秀史
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所共同研究集会「非線形波動現象の数理と応用」
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球によるジェットの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 仲村将大、沖野真也、花崎秀史
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所共同研究集会「非線形波動現象の数理と応用」
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球まわりの密度場 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴江和昌、花崎秀史
  • 学会等名: 京都大学工学研究科高等研究院 流体理工学研究部門 第5回公開セミナー
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球によるジェットの形成過程 (2012)
  • 著者名/発表者名: 仲村将大，花崎秀史
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球まわりの密度分布 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴江和昌、花崎秀史
  • 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
• [備考] 京都大学 大学院工学研究科 機械理工学専攻 流体物理学研究室
  • URL: http://www.vortex.me.kyoto-u.ac.jp/index.html
• [備考] 京都大学工学研究科流体物理学研究室
  • URL: http://www.vortex.me.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 京都大学大学院工学研究科機械理工学専攻流体物理学研究室
  • URL: http://www.vortex.me.kyoto-u.ac.jp/