Investigation and modelling of air-sea heat and momentum transfer under strong hurricane

强飓风下海气热量和动量传递的研究和建模

• 批准号: 19KK0087
• 负责人: 高垣 直尚
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0087/
• 关键词: 台風; 風波; 運動量輸送; 熱輸送; 乱流輸送

台風など暴風下における海水面を通しての熱・運動量輸送機構を明らかにし，信頼性の高い輸送モデルを構築することは，台風の強度を正確に見積もるうえで極めて重要である．本研究では，台風シミュレーション水槽を保有するロシアの海外共同研究者と協力し，高風速状態における海水面を通しての熱・運動量輸送モデルを構築するために，砕波機構および砕波層を通しての熱・運動量輸送機構を解明することを目的とする．本年度は，主に（１）九州大学応用力学研究所の大型風波水槽にて運動量フラックスの測定精度の向上を試みた．（２）近畿大学設置の小型風波水槽において高風速域における風波乱流場の再現実験を行った．１の結果，レーザー変位計および4連水位計を用いた運動量収支法による運動量フラックスの測定精度を大幅に改善した．また2においては，１で確立された高精度の運動量収支法を用いて，高風速域において破砕した水面波を伴う気液乱流場における運動量フラックスの測定を試みたものの，風速鉛直分布の異常を検知した．追加的検証を実施した結果，整流胴内の破損が発見されたため，整流胴修理を行った．2023年度には，九州大学応用力学研究所の大型風波水槽および近畿大学の小型風波水槽を使用して，圧力・水位のフェッチ依存性の課題を解決し，改良された運動量収支法を用いて運動量フラックスの高精度測定を進める予定である．これらの研究実績の一部は，国内学会にて報告された．また，COVID19状況が改善している場合には2022年中にはロシア渡航を行い，現地にて本研究プロジェクトに関する打ち合わせ及び現地での共同実験を行う予定であった．しかし，このロシア渡航は国際情勢の変化のため中止した．以上より，2022年度は国際情勢の影響を多分に受けたものの，2022年度の研究は概ね想定通りに進展した．

It is very important to accurately measure the intensity of typhoon by analyzing the heat and motion transfer mechanism of seawater surface under typhoon storm. In this study, we cooperated with overseas co-researchers on the construction of heat and motion transfer mechanism for seawater surface communication under high wind speed conditions, and explained the purpose of heat and motion transfer mechanism for seawater surface communication under typhoon conditions. This year, the main points are (1) the large-scale wind wave tank of the Institute of Applied Mechanics of Kyushu University, and the upward test of the measurement accuracy of the movement amount. (2) The small storm water tank installed in Kinki University has been greatly improved in the accuracy of the measurement of the amount of movement in the high wind speed region. 2. To establish a high-precision method for measuring the amount of motion in the high wind speed region, and to detect the abnormality of the vertical distribution of wind speed. The additional test results show that the damage in the rectifier has been detected and the rectifier repair has been carried out. In 2023, the large-scale wind wave tank of Kyushu University and the small-scale wind wave tank of Kinki University have been used to solve the problem of pressure and water level dependence. The improved method of measuring the amount of movement has been used to improve the accuracy of measurement. A report on the achievements of the Chinese Academy of Sciences. The COVID-19 situation will improve in the middle of 2022, and the joint implementation of the study will be determined in the future. The international situation is changing and the international situation is changing. In 2022, the impact of the international situation was greatly affected, and the research in 2022 was planned to make progress.

项目成果

Measurement method of the wind stress at high wind speeds in laboratory experiments

高风速风应力室内实验测量方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Temma Onishi;Naoya Suzuki;Naohisa Takagaki
• 通讯作者: Naohisa Takagaki

兵庫県立大学 研究者データベース『高垣直尚』

兵库大学研究员数据库“Naohao Takagaki”

強風時の大気・海洋間運動量輸送に及ぼす浅瀬の影響

强风期间浅水对大气与海洋之间动量传递的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: Yukun Wang;Yuji Sugihara;Yoshihiro Nakamura;Osama Eljamal;合田総一郎，高垣直尚，鈴木直弥，松田景吾，小森悟，Yuliya Troitskaya;佐々木燦汰，高垣直尚，鈴木直弥
• 通讯作者: 佐々木燦汰，高垣直尚，鈴木直弥

高風速時の海洋波表面を通しての運動量輸送量の測定

高风速期间通过海浪表面的动量传输测量

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木直弥;高垣直尚;西谷幸祐;濱口拓海;西海和希;林凌大;栗原直希
• 通讯作者: 栗原直希

Development of wind wave suppression method for air-water momentum transport at extremely high wind speeds

极高风速下气水动量传递的风波抑制方法研究进展

• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Advanced Marine Science and Technology Society
• 作者: Naohisa Takagaki;Santa Sasaki;Naoya Suzuki;Soichiro Goda;Yuliya Troitskaya;Satoru Komori
• 通讯作者: Satoru Komori