| 研究概要 |
近年,大気海洋大循環モデル(GCM)を用いて地球の温暖化を予測するための研究が活発に進められているが,その長期予測の信頼性は必ずしも高くはない.その原因の1つとして,温暖化の進行過程において特に重要となる地球全体の熱収支に及ぼす雲およびエアロゾルの影響が正確に評価できていないことが挙げられる.そこで,本研究では,太陽光による熱エネルギーの大気乱流中における反射・吸収・透過プロセスに及ぼす雲の影響を,精巧な室内実験および高精度の数値シミュレーションを行うことにより解明することを目的とする.平成22年度の研究実施概要を以下に示す.
(1)単一液滴の内外部流と熱輸送に関する研究:21年度までに開発した単一液滴の内外部流れを解くための三次元直接数値シミュレーション(DNS)コードを用いて,レイノルズ数や液滴・空気間の温度差を様々に変化させた計算を実施した.本DNSにより,気液間温度差および浮力が単一液滴の抗力に強く影響を及ぼすことが明らかになった.
(2)分散二相乱流の熱輸送に関する研究:21年度に開発した対流雲中の放射エネルギーの反射・吸収・透過プロセスを模擬する三次元直接数値シミュレーション(DNS)コードに並列計算手法を導入することにより,より対流雲に近い大きなスケールの乱流中における放射エネルギーの反射・透過・吸収プロセスの三次元DNSを行った.本DNSにより,大きなスケールの乱流中では液滴により散乱する放射エネルギーの割合の減少が抑制されることが明らかになった.また,DNSコードを改良することにより,より波長の長い電磁波であるマイクロ波の散乱プロセスを模擬する数値シミュレーションも行い,乱流中では液滴によるマイクロ波の散乱強度が著しく増加する傾向が見られることが明らかになった.さらに,本計算結果の実験による検証方法についても検討を行った.
|
