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砕波を伴う大気・海洋相互作用の実験及び格子ボルツマン法による数値解析

海气与破碎波相互作用实验及格子玻尔兹曼法数值分析

基本信息

批准号：
04J00599
负责人：
木原直人
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

大気・海洋界面での運動量・熱・物質の輸送は気象・海象の変化へ強い影響を与える.そのため,海面での交換過程を明らかにし,交換量を正確に見積もることは,気象モデル・海洋モデルの精度を向上する上で重要である.平成16年度は,気・液界面問題へ適用できる2相流の格子ボルツマン法の理論展開,数値モデルの構築を実施した.そして,層流での気流と風波の相互作用を2相流格子ボルツマン法により調べ,風波の発達率を求めた.また,3次元直接数値計算により乱流状態での気流と風波の相互作用を調べた.波齢を変化させ,それぞれについて計算を実施した.そして,風波の発達過程に関する古典力学理論であるMilesの理論の乱流場での適用可能性を検討した.また,風波が気流中の物質輸送へ与える影響を明らかにした.その結果,気流中の物質輸送と運動量輸送に相似性があることがわかった.平成17年度は,気・液界面でのCO_2交換に影響を与える,水面直下の熱対流について,数値実験及び室内実験により調べた.液層表面の冷却により気・液界面直下の液層側に生じる熱対流の乱流構造,及び熱・物質輸送を調べた.そして,水面直下で発達する熱対流の乱流構造を示し,固体壁面上の熱対流との相違を明らかにした.さらに,熱対流に伴う熱・物質輸送を調べ,水面直下で発達する熱対流は固体壁面上のそれと比べて,1.5から2.0倍の熱・物質の混合効果を持つことを示した.その結果,冬期の東シナ海における熱対流によるCO_2交換量は,風速が4-5m/sの状態に匹敵することがわかった.

Large ocean boundary motion, heat, matter transport, sea walrus transformation, strong influence, and so on. The exchange process at the sea surface is clear, the exchange volume is correct, the integration is correct, and the accuracy of the image is important. Heisei 16 years, gas·liquid interface problems, application of the two-phase flow lattice method of theoretical development, numerical value of construction to implement The interaction between laminar flow and wind waves is determined by the 2-phase flow lattice method. 3-D direct numerical calculation of turbulent flow and interaction between wind and waves. The wave is changing, and the calculation is being carried out. This paper discusses the applicability of Miles 'theory of turbulent potential flow to classical mechanical theory of wind wave propagation. The material transport and influence in the storm current are obvious. As a result, the similarity of material transport and motion transport in gas flow is very high. In Heisei 17, CO_2 exchange at the gas-liquid interface was affected by heat flux directly below the water surface, numerical values and indoor conditions. Cooling on the surface of the liquid layer generates turbulence structures on the liquid layer directly below the liquid interface, and regulates heat and mass transport. The turbulent structure of heat transfer flow directly below the water surface is shown, and the phase contradiction of heat transfer flow on the solid wall is shown. In addition, the heat and mass transfer of heat and mass in heat and mass flow is regulated, and the heat and mass transfer on solid wall surface is 1.5 times higher than that on solid wall surface. The results show that in winter, the CO_2 exchange rate in the east sea is lower than that in the wind speed of 4-5m/s.