| 研究課題/領域番号 |
17KK0085
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
鈴木 雄治郎 東京大学, 地震研究所, 准教授 (30392939)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018 – 2019
|
| キーワード | 火山 / 火山噴煙 / 流体実験 / 渦輪 / プルーム |
|---|
| 研究実績の概要 |
瞬間的爆発噴火における噴煙挙動解明を目的に、基研究である科研費基盤C「瞬間的な火山爆発噴火の災害予測モデル提案」の数値研究と併せ、フランスIPGPに滞在し室内実験研究を推進した。平成３０年１０月３１日から令和元年８月１日までIPGPに滞在する予定で、平成３０年度末までに実験装置の構築と予備実験を行った。
瞬間的に放出される浮力をもったプルームが成層構造をもつ周囲流体の中で、どこまで上昇するかを調べることを目的としている。そのため、水槽と注入部からなる実験装置をIPGPの室内実験グループの協力のもと構築した。濃度の異なる塩水を少しずつ水槽に入れることで成層構造を作成し、作成後に数ｃｍごとの深さからサンプリングして密度測定する手法を、IPGPグループのノウハウを基に習得した。
成層構造の強さ、注入流体の密度・流量・注入時間を変化させた予備実験を行った。ノズルの開閉では注入時間は１秒から４秒程度であるが、これらの実験から得られた注入口でのリチャードソン数と最高高度の関係は、連続放出のスケーリング則に近いことがわかった。そこで、本件で対象としている瞬間的放出の再現を目的に、注射器を使った注入に変えて注入時間を０．１秒から１秒程度まで短くなるように改造した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
フランスIPGP滞在は平成３０年１１月から５ヶ月間であるが、実験装置の構築と予備実験の実行ができた。また、基研究の数値計算結果との比較も開始しており、概ね予定どおりに研究を推進している。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成３０年度の室内実験結果と数値計算結果の比較により、無次元空間でもこれらを完全に同一の条件で行うことは難しいことがわかった。基研究の数値計算では、実際の噴火のような大規模な瞬間的爆発を対象としたシミュレーションを進めてそのスケーリング則抽出を行い、本件の室内実験ではより単純な系に焦点を絞って瞬間的な流体放出のスケーリング則抽出を目指す。そのため、成層構造がない場合の渦輪（Voltex ring）や、連続放出（単純ジェット・プルーム）といったできるだけ単純なケースの実験を行い、これまでに提案されている解析解の確認をする。その上で、注入条件や成層構造を変化させることで、単純な解析解からのズレを観察し、新たな解析モデルの提案を目指す。
|
