[A-OS19] 沿岸域における混合，渦，内部波に関わる諸現象

[AOS19-P02] 浅海域に設置された海洋構造物による混合現象の評価について

*山﨑 彩花¹、増永 英治¹、山崎 秀勝^2,3、内山 雄介⁴ (1.茨城大学、2.東京海洋大学、3.株式会社アルファ水工コンサルタンツ、4.神戸大学大学院工学研究科)

キーワード：渦、混合、海洋構造物

海洋構造物の周辺において渦の発生やそれに伴う混合現象が確認されている．島影で発生する渦や混合現象は生態系にも影響を与えることが知られており，構造物周辺での海洋物理構造を把握することは重要である．本研究では直径500mの人工的な円形の海洋構造物の周辺において水平渦の発生や鉛直混合などの海洋物理構造の変化について評価をすることを目的として，高解像度水理モデルSUNTANSを用いて数値実験を行った．円柱の本数や配置の違いが海洋物理構造に与える影響をレイノルズ数Re = 100〜5,000の範囲で検討した．本研究に用いた円柱の配置や本数のパターンは1本のみの場合，流れに対して円柱を並行に2本並べた場合，鉛直に2本並べた場合の3種類である．円柱の本数や配置の違いが海洋物理構造に与える影響を振動（潮汐）流と定常流の場合に分けて比較を行った．
定常流を外力として与えた場合では，円柱の本数を増加することで水平渦の発達が強化されていた．Re = 5,000での円柱周辺および後方の渦運動エネルギーを比較すると，円柱が2本の場合は1本の場合のおよそ1.4倍であった．鉛直混合の促進に対しては円柱を流れに対し鉛直に配置することが効果的であった．Re = 5,000での円柱周辺の鉛直渦拡散係の平均値は6.610^-5( m² / s )程度であり，その他のケースと比較し3倍ほど大きい値であった．いずれの円柱の配置の場合においても，水平渦は円柱の後方で発達しており，鉛直混合は円柱の側面や水平渦の近傍で促進されていた．振動流（潮汐）を外力として与えた場合においても，円柱を複数本配置することが水平渦の発達を促していた．また，円柱周辺での渦運動エネルギーを比較した結果，構造物を流れに対し並行に配置する方が強い渦運動エネルギーを示した．一方鉛直混合は，構造物を流れに対し鉛直に配置する方が促進されていた． Re = 5,000では，鉛直に構造物を並べる場合の方が並行に並べた場合に比べ3倍程度大きかった．本研究の結果から，海洋構造物の個数や配置が渦や混合状態に強い影響を与えていることが示唆された．