海洋波の砕波が大気-海洋間のガス輸送に果たす役割

海浪破碎在大气与海洋之间气体传输中的作用

• 批准号: 11750460
• 负责人: 杉原 裕司
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750460/
• 关键词: ガス輸送; 海洋波; 風波; 砕波; 乱れ; 表面更新; 再曝気

本年度は,砕波を伴う風波界面下の乱流境界層の構造を記述するために,k-ε乱流モデルに基づく解析を行った.乱れの局所平衡の仮定とlog-wake則に基づいて,外層にも近似的に適用可能な,レイノルズ応力,乱れエネルギー,エネルギー散逸率,乱れエネルギーフラックス,渦動粘性係数の理論式を求めた.得られた理論式を慣性小領域に対応する低周波帯域の乱流特性量の実験値と比較した結果,これらは砕波を伴う風波下の乱流構造をうまく記述できることが確認された.また,表面更新理論に界面の伸縮速度(界面の発散効果)を取り入れて,新しいガス輸送係数式を導出した.界面の伸縮速度については,乱れエネルギーとエネルギー散逸率によって記述できることを示した.このガス輸送係数式を風波砕波界面へ適用する際に,界面での乱れエネルギーとエネルギー散逸率が必要となるが,これらは先に導出した乱流特性量の理論式を用いて評価できる.本研究で導出したガス輸送係数式では,界面の上昇流域で集中的に表面更新されることが仮定されているが,その妥当性を検証するために振動格子乱流水槽を用いて表面更新の可視化実験を行った.その結果,フレッシュな流体への更新は上昇流域において集中的に行われていることが確認された.海洋波界面の場合,このような表面更新が砕波による界面崩壊を通して大幅に促進するものと思われる.現在,表面更新ならびに気泡連行の定量的検討のために,精度の高い可視化実験が進行中である.さらに本研究では,微小酸素電極を用いることにより,塩水と真水の違いが酸素ガスの輸送に及ぼす影響についても検討した.ただし,その実験結果は既存の炭酸ガスの結果と異なっており,その正否を含めて今後さらに検討する必要がある.昨年度と今年度の研究結果より,砕波を伴う海洋波界面の乱流特性量とガス輸送係数の定量的評価がある程度の精度で可能であるものと考えられる.

This year, the wave is accompanied by a record of the turbulence boundary under the wave interface, and the k-ε turbulence analysis is based on the analysis. According to the balance of the system, the log-wake system is based on the possibility of the use of the approximate model, the force, the escape rate, the viscosity ratio and the mathematical formula. In this paper, we get the results of the comparison of the characteristics of turbulence in the low-cycle domain of the low-frequency domain. The results show that the wave is accompanied by the turbulence under the wave. in this paper, we get the results of the comparison of the characteristics of turbulence in the low-cycle region of the low-cycle domain. In the theory of surface renewal, the interface stretching speed (interface dispersion) is used to select the input speed, and the new one is used to send the output data. The interface stretches the speed, the speed, the escape rate, the escape rate, the speed, the speed The numerical formula is sent to the wave interface, and the interface is used. The interface is messy, the escape rate is necessary, and the turbulence characteristic is calculated first. The purpose of this study is to find out that the data are sent to the numerical formula, and the surface update in the river basin set on the interface is determined to determine the temperature, and the appropriate vibration grid is used in the turbulence tank. The results show that the fluid updates the rows in the watershed data set to confirm the impact. The interface of ocean waves closes, the surface updates, the interface collapses, and it greatly promotes the development of ocean waves. At present, the surface update system makes a quantitative analysis, and the accuracy is high. In the course of this study, micro-acid electricity is used to generate electricity, water, water, acid, sodium, sodium, potassium, potassium The results show that the existing carbonic acid results show that the existing carbonic acid results do not contain any information on whether or not it is necessary to do so in the future. According to the results of last year's and this year's study, the quantitative accuracy of turbulence characteristics at the interface of ocean waves and ocean waves may have a significant impact on the accuracy of the study.

项目成果

杉原裕司 他: "風波気液界面におけるガス交換係数の評価"海岸工学論文集. 第46巻. 106-110 (1999)

Yuji Sugihara 等人：“风波气液界面气体交换系数的评估”海岸工程论文，第 46 卷，106-110（1999 年）。

杉原裕司,高崎敦彦,松永信博: "k-ε乱流モデルによる風波下の乱流構造の解析"海岸工学論文集. 第47巻. 116-200 (2000)

Yuji Sugihara、Atsuhiko Takasaki、Nobuhiro Matsunaga：“使用 k-ε 湍流模型分析风浪下的湍流结构”海岸工程论文第 47 卷 116-200（2000 年）。

杉原裕司 他: "風波下における乱流境界層の構造"海岸工学論文集. 第46巻. 96-100 (1999)

Yuji Sugihara 等：“风浪作用下的湍流边界层结构”海岸工程论文第 46 卷 96-100 (1999)。