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1.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 熱塩循環にに関する実験的研究
本地 弘之
研究期間: 1988
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概要: 本年度は、(1)回転流体中の斜面を下る重い密度流の挙動、および(2)2層流体における熱塩拡散を調べる実験を行った。(1)においては、実験水槽を回転テーブルの上に乗せ、冷却によって2次的に線状に結誘起された重い密度流の構造を流れの可視化の方法で調べた。その結果、密度流流体と環境流体との密度差とテイラー数がある限られた範囲の値をとるとき、密度流は傾圧的不安定のために波状構造を呈するようになることが分かった。また、回転密度流のレジーム・ダイアグラムを私実験的に得て、ハドレー的な2次元流から多数の渦を伴う乱流に至るまでの流れの構造を明らかにした。さらに、密度流中の温度分布の同時多点計測を行った結果、規則的な波状不安定構造に対応するような温度プロファイルが得られた。(2)においては、今年度は昨年製作した水平可動板付の熱塩拡散水槽を回転テーブルの上に乗せて、ソルトフィンガー形成に対する系の回転の効果を調べた。その結果、上層が高温・高塩分、下層が低温・淡水の2層界面におけるソルトフィンガーの形成は回転によって著しく抑制されることが分った。ある限られたパラメータを与えたときにのみ界面付近に局在したフィンガーが過渡的に形成されるが、大部分の場合、規則的なフィンガーの形成は見られなかった。 以上のように、本年度は主として2つの項目について調べたが、これらの散逸過程とそこで現れる形態は深海底層流のとりうる構造の解明に寄与すると考えられる。回転密度流の規則的な不安定構造は、例えば、極地方において重い深層水が形成されるとき、あるいは形成された深層水が海底斜面を流化するとき、単に平面的な層流として流れるのではなく、不安定構造をとってある場所では強く、またある場所では弱く流れることを強く示唆するからである。 続きを見る
2.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 熱塩循環に関する実験的研究
本地 弘之
研究期間: 1987
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概要: 高密度塩水の回転流体内における拡散形態について実験的研究を行った. そのために流れの断面形状を観測できるプレクシグラス水槽を製作使用した. まず, 円形海盆に海盆周辺部から流入する高塩分水の挙動について調べた. その結果, 塩水の吐出口が流体回転方向に相対的にどの方向に向いているかによって流体拡散の形態が著しく異なることを明らかにした. 即ち, 吐出口(ノズル)の軸が系の回転方向(常る反時計まわりになっている)と一致しているときには海盆周辺に沿ってグラヴィティ・カレントが形成される. この流れは明瞭な塩水ヘッドを持つ. 吐出口が海盆中央を向いているときには拡散流はコリオリを力を受けて右側に拡がって行く. 吐出口が逆方向を向くときには塩水ヘッドは形成されず山形の塩水塊が作られ, 拡散速度が減る. 深層海水と密接な関連をもつ中層水の挙動を調べる目的で, 二層流体界面に貫入拡散する回転流れも調べた. その結果, 塩水は水槽中心部へ向う流れと周辺境界に沿う流れとに分岐して拡散することが判明した. また, 深層水の形成域における挙動を明らかにするために線状冷却域からの沈降流に及ぼす回転の効果を調べた. その結果, 回転流体中の沈降流は一定間隔のブロックに分れて沈降することを見出した. 熱塩拡散水槽を設計・製作し, これを用いて二重拡散の形態, 特にソルトフィンガーの形態を調べた. その結果, 新たにロール状の断面をもったフィンガーが形成されることを見出した. 回転がフィンガー形成に与える効果についても調べつつある. この外, 実海洋の低塩分水の挙動についても調べた. 全般に流れの可視能化法を用いて種々の熱塩循環流の構造を明らかにすることができた. 今後はより定量的な計測によって, 各流れのパラメーター依存性を確定すること, より現実的な海洋のモデルと熱塩流との干渉形態を明らかにし, 実際の深層水循環の力学モデルの形成に寄与することをめざしている. 続きを見る