種々の安定成層場における三宅島火山ガスの挙動 ―RIAM-COMPACTによる数値実験と温度成層風洞による風洞実験― 内田孝紀，杉谷賢一郎，大屋裕二（九州大学応用力学研究所） 我々は数百m～数(十)km程度の局所域に的を絞り，風に対する地形効果を高精度に数値予測する 数値モデルを開発している．これをRIAM-COMPACT(Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, Computational Prediction of Airflow over Complex Terrain)と称する． １．孤立峰まわり流れの数値実験 中立成層流，Fr=∞ 等圧力線図 安定成層流，Fr=1 流線図 Fr=0.1における水平断面内の流れ （カルマン渦列に類似した渦構造の出現） 安定成層流，Fr=0.5 流線図 安定成層流，Fr=0.1 ２．三宅島まわり流れの数値実験 流れ方向速度成分 雄山火口から放出した パッシブ粒子の挙動 西風を対象 大気の安定度を表すパラメータ ： Fr数 Fr数（フルード数）=慣性力/浮力=U/Nh U：代表風速，N：浮力振動数，h：山の高さ 雄山火口から放出したスカラー濃度の挙動 無次元時間t=100の計算結果を初期値とし，空気と等密度 のスカラー濃度に関する移流拡散方程式を付加，t=200の 計算結果，雄山火口からの噴出速度W*=0.05U 中立成層流，Fr=∞ 安定成層流，Fr=1 三宅島は大島の南南東75kmに位置し，面積55k㎡，周囲 35km（周囲の直径は約7.5km）の火山島である．ほぼ円形 で中央に標高814mの雄山（おやま）がある． 安定成層流，Fr=0.5 実際の火山ガス の様子 安定成層流，Fr=0.1 ３．三宅島まわり流れの風洞実験（1/5430の縮尺，模型高さは１５cm程度） 微風の場合 第１段階（北から） 第３段階（完成，北東か ら） 噴煙が強い熱浮力のために上空に 舞い上がり，ゆっくりと流下する． 弱風の場合 稀ではあるが，安定成層の気象条件が発生すれば， 風下波（内部重力波）が励起される．噴煙はほとんど 拡散せず，高濃度の煙が麓に達する．上図は左図と 同様，火口からの煙を可視化．下図は上流からの煙 を可視化． 流れは右から左へ（西風） 強風の場合 第２段階（北東から） 模型作成の様子 火口と煙発生装置 ほぼ中立状態であり，噴煙は剥離流により 拡散しながら麓に達している． 連絡先 内田孝紀, 092-583-7776 [email protected]
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