| 研究概要 |
砕波ジェット着水に伴う混入気泡の物理特性を解明するため基礎実験及び現地観測を行い以下に示す結果を得た.
1.水中マイクロフォンによって気泡の体積変化に起因する水中音を受信し気泡の径を推定する手法を検証した.水中音の周波数解析により精度良く気泡径を予測することができる.
2.静水に非定常ジェット水塊を落下させ,ジェット着水に起因する気泡の生成,発達特性を高速ビデオカメラを用いて調べると共に上述した水中音を基にした気泡の物理特性を明らかにした.生成気泡は,ジェット落下速度,ジェットの投影断面,ジェット着水継続時間に依存して5つのカテゴリーに分類できる.気泡の生成,分裂過程における瞬時の気泡物理特性は水中音をウェーブレットパケット解析することにより95%の精度で決定できる.
3.実海域の砕波帯における現地観測により,砕波形態によって気泡生成過程は大きく異なる次の特性を有することが明らかになった.
・ボア領域では,気泡はボアフロント前面に広がるバブルクラウドが確認され,気泡が一定の領域に集中する塊が無数に存在する.
・巻き波砕波では,エアチューブに巻き付く帯状の気泡塊が存在する.この結果は,気泡がエアチューブが直接分解して発生するわけでなく,ジェットの着水点近傍の非常に狭い領域で混入することを示している.
・気泡の発達方向の観測から,現在まで実験によってのみ確認されていた斜行渦が実海域にも存在し流体運動に影響を与えている.
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