中規模渦による深層の南極周極流駆動メカニズム -回転水槽による室内実験-

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540407
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 酒井 敏 京都大学, 高等教育研究開発推進機構, 助教授 (30144299)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 道夫 京都大学, 数理解析研究所, 教授 (90166736)
• Keywords: 回転水槽実験 / 中規模渦 / 南極周極流 / 深層循環

Research Abstract

【実験装置の製作】
14年度に製作を始めた実験装置の初期擾乱発生装置、可視化方法を完成させ、実験を始めた。初期擾乱発生装置は、幾度も試行錯誤を繰り返し、最終的には、初期に水中に挿入した棒を引き抜くことで、初期擾乱を発生させることにした。この方法は、引き抜いた棒の束が、カメラの視界を遮ってしまうため、当初は別の方法を考えていたが、この方法が最も確実に擾乱を発生させられること、また、引き抜いた棒を遠心力で2つに割ることで、カメラの視界を確保する方法を開発できたことで、この方法を採用することにした。
【実験】
上記実験装置で、数値計算と比較できる条件で実験を行い、流れの様子をデジタルビデオで記録した。この動画の解析することで、最終的に、平均流が形成されていることが確認できた。しかしながら、一通りの動作確認の後、いくつかの実験を始めた時点で、回転台のモータの軸が折れてしまい、実験継続ができなくなってしまった。この原因は、初期擾乱発生装置を、当初考えていたものから変更したため、モータの軸に過大な負荷がかかってしまったことによるものであると考えられる。
【回転台の再製作】
上記故障に対処するため、回転台を再設計し、モータの軸に負荷のかからない構造の回転台を再度製作しなおすことにした。これまでの回転台は、回転台下部の軸のみで回転部分を支えていたが、新しい回転台は上部にも軸を設定し、多少のバランスの崩れにも耐えられるような構造にした。現在、新しい回転台はほぼ完成し、まもなく、実験が再開できる予定である。