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NAOSITE: Nagasaki University's Academic Output SITE Title 日本海の流動数値シュミレーション「温度境界層の実測について」 Author(s) 市屋, 義幸; 中根, 重勝; 野中, 稀平; 栗須, 正登; 琴浦, 和樹 Citation 長崎大学工学部研究報告, (16), pp.19-26; 1981 Issue Date 1981-01 URL http://hdl.handle.net/10069/23998 Right This document is downloaded at: 2015-11-05T20:05:52Z http://naosite.lb.nagasaki-u.ac.jp 1 9 長崎大学工学部研究報告第 1 6号 昭 和 5 6 年 1月 日本海の流動数値シュミレーション 「温度境界層の実測について」 * ** 勝登 重正 根須 中栗 * * *** 幸平樹 義稀和 屋中浦 市野琴 AT i d a lCa 1 c u l a t i o nS i m u l a t i o ni nt h eS e ao f] a p a n r ) ( t h emeasurmento ft h e r m a lb o u n d a r yl a y e by Y o s h i y u k i ICHIYA ( S t u d e n to fMechanicalE n g i n e e r i n g ) S h i g e k a t uNAKANE ( F i s h e r i e s ) M a r e h e i NONAKA ( S a s e d oT e c h n i c a lC o l l e g e ) Masato KURISU (Departmento fMechanicalE n g i n e e r i n g ) K a z u k iKOTOURA (Departmento fMechanical E n g i n e e r i n g ) Using o f energy temperature d i f f e r e n c e between s u r f a c es e a waterandc o l ds e a water i nt h e Sea o f}apan have been s t u d i e d . In 1979,we measuredtemperature o ft h eE a s t China Seaand Tushima S t r a i t s . h e measurement o ftemperatured i s t r i b u t i o ni sr e p o r t e dandt h ed a t a Int h i s paper,t ti sconcludedt h a tu t i l i z a t i o no ftemperatured i f f e r e n c eenergyout of a r eexamined. I t h e Sea of}apan i sp r o m i s i n g . 1 .緒画 度分布を調べる必要がある.温度分布は,そとに出入 我々は, 日本海の温海水及び冷海水の温度差による する温度差のエネルギ、によって決まるが,そのエネノレ エネノレギを利用する研究を進めている. とれを有効に ギ、は,潮流及び海水の比重差などによって決まる.言 利用するためには,まず日本海の季節による海中の温 い換えれば潮流が海水の温度差によって決まるという 年1 0 月 1日受理 昭和 55 *機械工学科 料水産学部 ***佐世保高専 20 日本海の流動数回シュミレーション ことになる.そのため予備段階として昭和54年度に日 本海の潮流数値解析を行った.そして潮流の数値解析 PoτENTIAし MEτER にエネルギの式を組合わせて,日本海の季節変化によ る温度分布を調べたいと考えている.温度エネルギの u 一隔一櫛一 流れは,エネルギの式によって決定される.・それを差 R3 旨 AφB 分に置き換えて計算するためには,温度境界条件が必 要となってくる.そのために,昭和54年度に東シナ海 R6 R1 ! PENぐ・ 及び対馬海域において温度測定を行った.今回は境界 Q R7 条件となるべき対馬海域とこの測定の予備段階として 〃 調査した東シナ海の両温度分布から,対馬海域におい 「 ては,エネルギを取り出せることがわかった.本報で 1 はまず,各海域での温度測定に関する方法と,実験結 L 果を述べ対馬海域の有意義性を示す. ’ 「 R2 晦“ 1 の 墜_」 ロ 2.実験測定装置 Fig.2 Circuit of XBT 水深により水温を測定するために,XBT水温記録 装置(以下「XBT装置」という,)を使用した.こ れは,航行中の船から水温測定プローブ(以下「プロ 高精度である.また, ーブ」という.)を投下し,海中の垂直温度分布を自 /S±0.7%である. フ。ローブの落下速度は,6.31m 動的に測定し記録するものである.プローブを図.1 に示す.長さ21珈η,最:大子51㎜の大きさで流線形に 5.実験結果 5.1 東シナ海 我が研究室では,対馬海峡での本実験に先がけて, 水産学部の御協力により,予備実験を行った.昭和54 年6月29日∼7月4日の間実習船長崎丸に便乗させて あ 9 一一 Elll, \ 1 ② Fig.1 δ 画、 Probe(XBT) もらい東シナ海での黒潮の海水温度を,10ケ所にわけ て測定することができた.表.1に測定点の座標を示 す.本報告では,この中から2ケ所の地点を抜粋して 報告する.図.3の地図には盃1から妬10の測定した 座標を示し,図.4はその温度分布のグラフであり, 作られている.①は,サーミスタ抵抗であり水温の変 横軸が温度 縦軸が水深を表わす.駈1は,水深が 化を受信する.②は,プローブの重りであり材質は鉛 である.③は,2心になったφ0.1η加のニグロム線ケ Table.1 Observational Position in the East China Sea. ーブルで長さ3000伽をコイル状に巻かれており,一端 はサーミスタ抵抗に接続され,他端は測定器に接続す るようになっている.④は,羽根でコイル状に巻いた TEST} l NO POSITION DEPTH LATITUDE IL・NGITUDE (M) ケーブルが解ける時に,ねじれを戻しニクロム線の断 1 27.27.28N1 126−55.40E 1574 線を防止するためプローグを回転させながら落下する 2 27−29.55 126−55.40 1654 ように作られている.プローブを海中に落下させた時 3 28−03.2 126−45.5 804 のXBT装置の基本図は,図.2の通りで,噛 vローブ 4 28℃6.3 126−43.9 604 内のサーミスタRsの抵抗を一辺とするホイートスト 5 28−07.4 126−43.2 384 ンブリッジ回路を用いて,水温変化によるサーミスタ 6 28−07.9 126−43.1 292 7 31−23.2 126−26.1 8 32−16。6 128−40.0 9 32−07.7 128−58.2 10 32−07.4 129−17.4 86 544 558 404 抵抗の変化によって記録ペンをサーボアンプAと,9サ ーボモータBを利用したサーボ回路で自動的に水温に 追従させている.XBT装置の性能は,温度指示範 囲が一2∼35℃であり,温度記録精度は,±0.1℃と 21 市名義幸・中根重勝・野中稀平・栗須正登・琴浦和樹 Table。2 _ぬ一\/フ垂 Tushima Straits. KYロSYU ㌦ 32。層 No.7 04 30。轟 寅0.6 No,4 No 5 28りN ず No 3 No.2 ら げ o OKIN剛A ユ26。E qりservational Position in the TEST NO TIME POSITION LONGI− LATITUDE TUDE DEPTH 1 18:30 34−04.ON 130−41.5E 57(M) 2 19:00 34−10.7 130−35.1 77 3 19:30 34−14.6 130−27.7 87 4 20:00 34−19.0 130−20.4 97 5 20:30 34−23.6 130−13.9 100 6 21:00 34−28.0 130−06.8 110 7 21:30 34−32.6 130−00.6 112 8 22:00 34−37.6 129−54.2 111 9 22:30 34−41.9 129−47.7 112 10 23:00 34−45.6 129−40.2 97 11 23:30 34−49.6 129−33.2 80 12 23:40 34−50.8 129−31.0 106 13 23:50 34−52.3 129−28.5 139 14 24:00 34−53.6 129−26.7 164 15 24:10 34−55.2 129−24.6 219 16 24:20 34−56.7 129−22.6 181 17 24:30 34−58.0 129−20.6 130 18 01:00 35−01.8 129−13.5 100 130岬瓦 ユ28。E Fig.3 0bservational Position in the East China Sea には,海中の温度分布を調べる必要があり,日本海の 10 20 :娩 10 20 ,30b 100 温度分布を調べるには,広範囲にわたり,時間と費用 がかかるため,』 葡ェが東シナ海から日本海へ流入する 入ロであり,シベリア地方の冷海水が到達していると 思われる下関と韓国の釜山とを結ぶ直線上の温度分布 を調べることにした. 300 3 表2は測定地点の座標を示し,図。5に●印で示し ているのは,昭和54年9月5日に18ケ所にわけて,測定 した地点であり,○印は,昭和54年9月8日に14ケ所 500 m NO,1 NO、8 にわけて,測定した地点を示している,図.6は,9月 5日に測定した温度分布であり,9月8日の温度分布 は,ほぼ9月5日のデータと同じ結果のため除くこと Fig.4 Relation between Depth and Temp. にする.図。7は,9月5日に測定した温度分布を等 in the East China Sea 温線で結んだ温度分布図である.図.7から言えるこ とは,海面全体の温度は約24∼26℃とあまり変化がな 1,574肌と非常に深い地点での温度分布で,海面の温 いことがわかる.海底の温度は,水温100篇では,15 度は28.5℃,水深500肌では11。Cとなっており温度差 ∼17℃となっており海面との温度差は9∼10℃あるこ は17.5℃である.妬8は水深が544糀の地点での温度 とがわかる.しかし,測定点13∼18の水深が200批以 分布であり,海面温度は23.6℃で,水深500郷では 上と急激に深くなっている朝鮮海峡では,水深100糀 8.5℃であり,温度差は15.1℃が得られた. から温度が急激に減少し,水深200彿で4℃まで下が 5.2 対馬海峡温度分布 東シナ海での水深100糀以下の温度減少とは,著しく 日本海の海洋温度差エネルギを有効に利用するため 異っていることがわかる. っており温度差は,約20℃と大きくなっている.また 22 日本海の流動数値シュミレーション ● 554、9.5 REPuBLIc oF KoREA 15 @ b 13 O S弘.9.8 }%懸亀 /7 篭 げ 35。N HONSYU 3牟N KYUSYU 128rE 130。E P2げE Fig.5 0bservational Position in the Tushima Straits 4.考察,結論 は,4℃以下という莫大な冷海水が畜えられており, 日本海入ロの海水温度分布は,次のようなことがい 海面との温度差を利用すると充分なエネルギが得られ える.黒潮が日本海へ流入するのは,普通水深100糀 ると考えられる. までの海水だと思われる.海水表面の温度は黒潮の影 最後に,この研究において,御協力頂いた関釜フ・エ 響により広範囲に温度一定である.また水深100窩ま リー(K.K)松岡氏,水産学部長崎丸の方々,当研究 では温度差は10℃までしか得られない.しかし朝鮮海 室,宇都,田中氏に謝意を表します. 峡の水深100?πから急激に温度が減少し,水深200肌で 4。Cになっている.したがって,水深100糀以下の海 参考文献 水は,黒潮が運んできたものではなく日本海の深海か XBT水温記録装置(MK−2A) ら流れ込んだものと思われる, 子会社鶴見精機 以上のセとから,日本海では,水深200伽以下に 取扱説明書株 市屋義幸・中根重勝・野中開平・栗須正登・田浦和樹 10 2σ 30。C 1 2 3℃ . 10 ’20 50 50 50 100 100 100 15 150 150 2 2 20 m 23 ℃ m m NOユ ’NO、2 NO、3 10 20 30・C IO 20 30℃ 10 20 5 30鷺 5 5 1 10 10 15 8σ 150 200 200 20 m m m NO、4 NO、5 ・”NO,6 量0 20 30℃’ 10 20 3℃ 10 2σ 50 50 5 100’ 10 10 15 15 15 2 2 200 m 、 m m ・NO。7 Fig.6 NO、8 NO,9 Relation between Depth and Temp. in the Tushima Straits 3ρ℃ 24 日本海の流動数値シュミレーション 30℃ 10 20 .允 .鐙 50 50 5 100 1 r1 150. 15 15 2 2 2. m 中 m NOユ0 ’10 20 lNO、12 NO、l1 110 20 C 重0 ・20 30℃ 1 1 1・ 1 15・ 2 200’ 20 1』 m 「rh NO,15 10 20 m NO,14 10 20. 3㏄’、 50 .NQ・15 10 20 30℃ 50 1 1 10 15 !5 15 200 20 20 m ,℃ 5 5 5 3ぴC ⑩ m 酪 NO.ユ6 NO、17 NO,18 Fig.6 Relation between Depth and Temp. in the Tushima Stralts 3◎℃ 市屋義幸・中根重勝・野中稀平・栗須正登・琴浦和樹 25 KOREA 11即珈1勿ザ♀37,6 .4 50 100 〆フ、 グ グ 葺 出 ∩ 150 200 m. ダ Fig.7 Temperature Distribution KYUSYU 3 2 1