2005 Fiscal Year Annual Research Report
剪断力の働く気液界面を通してのスカラ-輸送機構の解明と輸送量の評価
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14102016
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小森 悟 京都大学, 工学研究科, 教授 (60127082)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 靖仁 京都大学, 工学研究科, 助手 (40346078)
松本 充弘 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10229578)
長田 孝二 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50274501)
鈴木 直弥 京都大学, 工学研究科, 特別研究員 (40422985)
大西 領 国立環境研究所, 地球環境研究センター, ポスドクフェロー (30414361)
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| Keywords | 風波乱流 / 熱物質輸送 / 気液界面 / 降雨 / 気泡・液滴 |
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| Research Abstract |
本研究は,剪断力の働く風波気液界面を通しての物質と熱の輸送機構を海洋のシミュレーション装置である風波水槽を用いた室内実験と数値シミュレーションの併用により流体工学的に解明することを目的としている.本年度は大型風波乱流水槽を用いた室内実験により,吹送距離が気液界面を通しての物質輸送(ガス吸収)に及ぼす影響,および砕波を伴う風波乱流場における巻き込み気泡および飛散液滴が風波乱流場全体での物質移動に及ぼす影響を明らかにした.その結果,吹送距離が異なる場合でも,風波気液界面を通しての物質移動係数はほとんど変化しないことがわかった.また,気泡・液滴による物質移動は,流体が水の場合には風波乱流場全体の物質移動に対してはほとんど影響を及ぼさないが,流体が塩水(海水)の場合には,気泡の生成量が著しく増加し,最大で40%程度の影響を及ぼすことが明らかになった.
また本研究では,降雨装置と開水路を用いた室内実験から,降雨が気液界面を通しての物質移動に及ぼす影響も明らかにした.その結果,気液界面を通しての物質移動係数を決定する降雨のパラメータとしては,従来から用いられてきた降雨の運動エネルギフラックスではなく,運動量フラックスが適切であることが明らかになった.また,本実験で得られた物質移動係数と観測から得られている降雨に関するデータを用いて,全球での大気・海洋間での二酸化炭素の交換量に及ぼす降雨の影響を計算した結果,全球規模ではその影響は小さいものの,局所的には非常に大きな影響を及ぼす可能性があることが明らかになった.
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