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2006 年度 実績報告書

火山爆発とそれに伴う流動現象の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 14080204
研究機関東京大学

研究代表者

小屋口 剛博  東京大学, 地震研究所, 教授 (80178384)

研究分担者 大橋 弘忠  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80185355)
高木 周  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30272371)
伊藤 伸泰  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70211745)
井田 喜明  兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (30013535)
亀田 正治  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (70262243)
キーワード火道流れ / 気泡核生成 / マグマ破砕 / 噴煙乱流混合 / 気液混相流体 / 粉流体 / 減圧相変化挙動 / 脱ガス
研究概要

本年度は,「火道流モデル」および「火山噴煙モデル」の研究について以下のような成果が得られた.
火道流モデルについては,定常流モデルについて,地質学的条件やマグマ物性に対する依存性,さらに,その性質が気泡の核形成・成長,マグマの破砕,脱ガス作用という素過程に強く依存することが示された.特に,本年度は,気相と液相の相対速度がある場合の定常流について半解析解が得られた.又,非定常火道流モデルに基づいて,ドーム噴火の噴出率変動に関する解析が進められ,定常的なドーム噴火が不安定となって噴出率変動が発生する条件について解析解が得られた.
これらの火道流モデルに関連する素過程の物理について,高粘性流体・粘弾性物質の急減圧流動装置及び相変化を含む衝撃波管実験装置を用い,急減圧に伴う気泡の成長,破砕過程,高速流動現象を再現した.特に,破砕過程における脆性/延性遷移が粘弾性緩和時間に規定されていることを明確に示す実験結果が得られたことが,本年度の特筆すべき成果である.又,非常に高粘性のマグマに対する衝撃波管実験結果を定量的に再現する破砕基準を得た.上記の実験で観察される現象の基礎的な物理を解明するために,急減圧に伴う気相核形成の分子動力学モデルや粘弾性物質中の気泡の変形を再現する新数値手法が開発され,解析が進んだ.
火砕流の発生条件,噴煙高度,傘型噴煙のダイナミックスを定量的に再現する3次元火山噴煙モデルを開発し,このモデルの火口における条件として火道流モデルの結果を採用することによって,火道流モデルと噴煙モデルを統合した「噴火シミュレータ基礎モデル」を構築した.又,小規模噴煙の観測データが蓄積され,経験則が確立された.火山噴煙・火砕流の素過程については,粉体の流動化に対する熱輸送の影響について離散要素法数値モデルが開発され,室内実験による検証が進められた.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 その他

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] 浅間山で発生する火山性地震の精密震源決定2006

    • 著者名/発表者名
      及川 純, 井田 喜明, 辻 浩
    • 雑誌名

      火山 51

      ページ: 117-124

  • [雑誌論文] The Modeling of Colloidal Fluids by the Real-Coded Lattice Gas2006

    • 著者名/発表者名
      Sakazaki, Y., Masuda, S., Onishi, J., Chen, Y., Ohashi, H.
    • 雑誌名

      Mathematics and Computers in Simulation 72

      ページ: 184-189

  • [雑誌論文] 火口近傍の噴煙ダイナミクスに関する3次元数値シミュレーション2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雄治郎, 小屋口 剛博
    • 雑誌名

      月刊地球 28

      ページ: 204-206

  • [雑誌論文] Kinematic features of isolated volcanic clouds revealed by video records.2006

    • 著者名/発表者名
      Terada, A., Ida, Y.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters 34

      ページ: L01305

  • [雑誌論文] Driving Force of Lateral Permeable Gas Flow in Magma and the Criterion of Explosive and Effusive Eruptions

    • 著者名/発表者名
      Ida, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Volcanology Geothermal Research (印刷中)

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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