| 研究課題/領域番号 |
12305066
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
海洋工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 徹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30282677)
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| 研究分担者 |
鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00196859)
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
宮田 秀明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70111474)
経塚 雄策 九州大学, 大学院・総合理工学環, 教授 (80177948)
馬場 信弘 大阪府立大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10198947)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | 海洋流動モデル / 回転水槽 / 水理模型試験 / 密度流 / 成層流体 / コリオリカ / 有明海 / 諫早湾 |
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| 研究概要 |
海洋での主に密度流として水平面内に移流・拡散する物質の挙動について、数値的・実験的にそのメカニズムを解明し、実際の海洋の応用例につき解析した。数値解析法として新しい海洋流動モデルを開発・応用し、室内実験として地形模型を既存の回転型水槽に付設し、トレーサー粒子や染料の移流・拡散を調べた。
まず内湾程度の空間スケールに関する数値シミュレーションコードの開発を研究担当機関と共同で行った。一般に海洋モデルと呼ばれる静水圧近似モデルと、小規模スケールのfull-3Dモデルを結合したモデルを開発し、三重県五ヶ所湾で行われている密度流拡散装置による海域浄化の効果を再現し、観測値と定性的によい一致を得た。また、既存の直径3mの回転水槽に五ヶ所湾の地形模型を設置し、密度流を噴出し拡散する染料の様子を輝度法を用いて調べた。
また、海洋中深層で放出された密度流に対する地球自転の有無の効果を見るための基礎的な実験を行った。上述の回転水槽に直径1mの小型円形水槽を設置し、塩分による二層成層間を水平に広がる密度流を実験的に実現させた。回転がない場合の密度流の挙動について適切な無次元化を施すことにより現象を説明できることを示し、ロスビー数が小さくなる(回転数が上昇する)に従い水平貫入が抑制され、ついには不安定状態になることを示した。同様の結果を3次元CFD計算からも得た。
さらに近年社会問題となった諫早湾潮受け堤防が有明海の海流に及ぼす影響について、堤防の有無による海況変化を回転水槽を用いた水理模型試験により調べた。PIVを用いて速度場を計測し比較したところ、堤防の設置によって諫早湾内の恒常流が小さくなり、海水交換が鈍り赤潮となること、諫早湾出入口での流れの変化のため、有明海北側西岸のノリ養殖現場に筑後川からの供給される栄養塩が届きにくくなることを示した。
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