風波気液界面を通しての運動量，熱，物質移動に及ぼすうねりおよび高風速の影響

波动和高风速对风-波-气-液界面动量、热量和质量传递的影响

• 批准号: 11J01490
• 负责人: 岩野 耕治
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01490/
• 关键词: 運動量輸送; 物質輸送; 熱輸送; うねり; 高風速

地球の表面積の約7割を占める海洋と大気の間の運動量, 熱および物質の移動量を正確に評価するモデルを構築することは, 地球温暖化予測や台風の発生・進路予測を行ううえで, 極めて重要である. しかしながら, 現在一般的に用いられているモデルにはいくつかの間題があり, その信頼性は低いままである. 一つ目の問題点は, 現在のモデルは海洋観測により得られた各種移動量を無理やり風速のみで相関したものであり, うねりなどの風以外の要因の影響がまったく考慮されていないことである. 二つ目の問題点は, 高風速域において, 低風速域のデータを外挿補完した信頼性に著しく欠けるモデルが使用されていることである. そこで, 本研究では, 高精度な測定が可能な風洞水槽を用いた室内実験により, 風波気液界面を通しての運動量, 熱および物質の移動量を直接測定し, うねりと高風速が移動量にいかなる影響を及ぼすかについての問題を解決することを目的とする. 本年度は以下に示す内容の研究を実施した.【うねり】うねりが風波気液界面を通しての熱移動に及ぼす影響を精密に評価するために, 液側温度の時間変化から風波気液界面を通しての潜熱と顕熱の移動量を評価することが可能な新たな測定方法を考案した. これにより波高の大きなうねりに対しても高い精度で熱移動係数を測定できるようになった.【高風速】液側バルク二酸化炭素濃度の時間変化より風波気液界面から放散される二酸化炭素量を算出する全体マスバランス法により, 高風速域における二酸化炭素の液側物質移動係数の測定を行った. その結果, 風速が20m/s程度までは液側物質移動係数は風速に対して単調に増加するものの, それ以上の風速に対しては激しい砕波の影響により, その値が急激に大きくなることが明らかとなった.

The surface area of the earth is about 7 cm, the amount of motion between the ocean and the atmosphere, the amount of heat and the amount of movement of matter, the correct evaluation of the structure of the earth, the prediction of the earth warming, the prediction of the occurrence and path of typhoons, etc. are extremely important. Now the general use of the word is in the middle of the middle. A problem point is that the current problem is not the ocean measurement, the various movement amounts are not reasonable, the wind speed is not relevant, the wind is not important, and the influence is not considered. Second, the problem is that the high wind speed domain is in the middle, and the low wind speed domain is in the middle. In this study, it is possible to measure the indoor conditions of wind tunnel and water tank with high precision, and to directly measure the amount of movement, heat and material movement caused by high wind speed. This year, the following research was carried out. The heat transfer and influence of the interface between the wind and the liquid are precisely evaluated. The temperature of the liquid side changes with time. The heat transfer and influence of the interface between the wind and the liquid are evaluated. The wave height is high and the thermal shift coefficient is high. Time variation of diacidified carbon concentration in liquid side at high wind speed, determination of mass transfer coefficient of diacidified carbon in liquid side at high wind speed range, calculation of diacidified carbon content at wind-liquid interface, and determination of mass transfer coefficient of diacidified carbon in liquid side at high wind speed range. As a result, the liquid-side mass transfer coefficient increases with the wind speed up to 20m/s, and increases with the wind speed up to 20 m/s.

项目成果

高速風洞水槽を用いた風波界面上の抗力測定

使用高速风洞槽测量风波界面上的阻力

• 发表时间: 2012
• 作者: 高垣直尚;岩野耕治;島田暁;倉本武典;黒瀬良一;小森悟
• 通讯作者: 小森悟

強風速下における風波の波形勾配の評価

强风速下风浪波形斜率评估

• 发表时间: 2012
• 作者: 高垣直尚;倉本武典;神内浩行;岩野耕治;黒瀬良一;小森悟
• 通讯作者: 小森悟

Effects of Fetch and Entrained Bubbles on Mass Transfer across the Air-Water Interface with Wave Breaking

提取和夹带气泡对波浪破碎空气-水界面传质的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: Koji Iwano;Naohisa Takagaki;Ilyasov Emil;Ryoichi Kurose;Satoru Komori
• 通讯作者: Satoru Komori

Strong correlation between the drag coefficient and the shape of the wind sea spectrum over a broad range of wind speeds

• DOI: 10.1029/2012gl053988
• 发表时间: 2012-12
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: N. Takagaki;S. Komori;N. Suzuki;K. Iwano;T. Kuramoto;S. Shimada;R. Kurose;Keiko Takahashi