平成 19 年度 卒業研究計画書
履修番号
704117
( 海洋物理学 )研究室 氏 名研究題目 往復流によって海峡内に生じる過渡的な流れの力学的性質 目 的
外洋と内湾を結ぶ海峡部には、海底にシルとよばれる小高い山が存在していることが多い。 このシルは閉鎖的内湾の湾口部に存在する場合、しきいの役割を果たして、外海と内湾の海 水交換に大きな影響を及ぼす。上げ潮のときには、外海から塩分の多い重い海水がシルの表 面をはうように内湾に供給され、その重い水が海底付近にとどまる傾向があるため、結果と して内湾の成層化を促進する。このような現象が起こることから、湾口部におけるシルの有 無は、内湾の海洋構造の決定に関与する重要な因子の一つである。いま仮に、海峡内におい て定常流が存在したとする。海峡内の地形変化を引き起こす要因が海峡内の流れだとすると、 このような定常流が存在する場合には、海峡中央部の海底には山が出来るのではなく、海底 は低く削られると予想され、シルの形成要因を定常流に求めるのは難しい。そこで、本研究 では、往復流である潮流によって生じる過渡的な渦が海峡内の地形変化に影響を及ぼしてい るのではないか、という視点から、往復流によって海峡内に生じる流れの時空間的変動とそ の要因について調べることを目的とした。
方 法
海峡部の地形を模した数値モデルを作成し、数値実験(シミュレーション)を行う。出来 る限り一般的な議論が行えるようにするため、シミュレーションの地形条件は、特定の湾だ けにしか適用できないような特殊なものではなく、海峡部の地形を理想化した、中央部に狭 窄部をもつ一定水深・一定幅の水路とする。計算領域を格子分割し、流体の運動方程式を一 部簡略化した 2 次元浅水方程式系を差分化し、これを数値的に解くことによって海峡内の流 れの時間発展を求める。水路の両端において、水位または流速に関する境界条件を与え、潮 流によって生じる海峡内の流れを再現する。狭窄部の幅・長さを変えて何通りかの実験を行 うことにより、海峡内に生じる流れの変化を調べるとともに、流れ場を支配するパラメータ とその力学バランスを整理する。