| Research Abstract |
内湾や湖沼,河川ワンド等の閉鎖性水域においては汚濁物質の貯留に伴う環境の悪化が顕著であるため,水環境の予測と対策が急務となっている.本研究の目的は,閉鎖性水域の流動と水質動態の数値解析モデルを同定することにある.目標とするモデルの特徴は,種々の地形スケールに対する汎用性,現実に即した境界条件に対する柔軟性,高性能パーソナルコンピュータ程度を対象とした実用性と経済性を有するとともに,現象の定量的把握を目標に掲げている.すなわち,物質濃度などの数値を十分な精度で予測可能なモデルを構築することが目的である.このために,計算スキーム,乱流モデル,物質輸送モデル,化学・生物モデル等の各要素について,既往のモデルを中心に十分な比較検討を行い,現地観測結果,実験結果との比較を通じて精度向上を図る.このようにして得られたモデルはそれ自体の実用性に加え,多くの研究者,技術者がさらに高度なモデルを構築する際のベースモデルとしての役割を果たすものと期待される.
本年度は,まず,単純化した地形を対象にアクリル製実験装置を作成し,密度混合現象に関する実験を実施した.また,実験と同条件で種々のモデルを用いて数値解析を行い,実験結果と解析結果を比較することにより,数値解析スキーム,乱流モデル,物質輸送モデルに関する検討を実施した.この結果,物質保存性,計算安定性,計算精度などが十分な範囲で満たされ,かつ実用的な計算速度が得られるモデルの同定を行うことができた.また,従来から指摘されている斜面を有する密度混合場における非合理な流動について,それを抑制する簡便な改良方法を提案した.さらに,大スケールの閉鎖性水域の一つとして宍道湖を取り上げ,特に大橋川から遡上する塩水くさびの挙動について,実験と数値解析により基本的考察を実施した.
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