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J-GLOBAL ID：201802211294774793   整理番号：18A0064508

土壌中の不安定な密度勾配から生じる対流の模擬実験に対する線形安定解析

Linear stability analysis of a novel experimental simulation of convection driven by an unstable density gradient in soil

著者 (2件)： 深田耕太郎 (島根大 生物資源科学) ,  木原康孝 (島根大 生物資源科学)
資料名： 土壌の物理性  (Journal of the Japanese Society of Soil Physics)
号： 137  ページ： 11-18  発行年： 2017年11月20日 
JST資料番号： F0616A  ISSN： 0387-6012  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 土壌中において溶液の上部が高密度になると,不安定な層が形成され対流が生じる場合がある。しかし,支配方程式の難解さのため,流れ模様の理論的な理解は限定的である。そこで,対流を発生させる比較的単純な実験を考案し,線形安定論の適用を試みた。6×14×1cmの直方体容器に粒径0.2mmのガラスビーズを充填した。そして,下側半分を水で飽和し,上側半分を所定の密度に調整したNaCl溶液で飽和した。その結果,密度界面が揺らぎフィンガーが発生した。フィンガーの平均移動速度は線形安定論の予測(飽和透水係数×溶液密度差/下側溶液密度)と一致した。また,フィンガーの本数は溶液密度差と非線形な関係を示した。密度界面からフィンガー先端までの距離の2倍で密度勾配の範囲を表したとき,対流の定常解の波数のうち大きい方がフィンガーの本数に対応することが明らかになった。(著者抄録)

シソーラス用語： ガラスビーズ ,  *密度流 ,  可視化 ,  *安定性解析 ,  勾配 ,  対流 ,  塩化ナトリウム ,  *土壌
準シソーラス用語： *線形安定性解析 ,  密度勾配

分類 (1件)： 土壌物理  (FB04030R)

引用文献 (24件)：

• Chandrasekhar, S. (1981): Hydrodynamic and hydromagnetic stability, pp. 34-43. Dover, NewYork.
• Combarnous, M.A. and Bories, S.A. (1975): Hydrothermal convection in saturated porous media. Adv. Hydrosci., 10: 231-307
• Cremer, C.J. and Graf, T. (2015): Generation of dense plume fingers in saturated-unsaturated homogeneous porous media. J. Contam. Hydrol., 173: 69-82.
• Diersch, H.-J.G. and Kolditz, O. (2002): Variable-density flow and transport in porous media: approaches and challenges. Adv. Water Resour., 25: 899-944.
• Duffy, C.J. and Al-Hassan, S. (1988): Groundwater circulation in a closed desert basin: topographic scaling and climatic forcing. Water Resour. Res., 24: 1675-1688.

タイトルに関連する用語 (6件)： 土壌 ,  密度勾配 ,  対流 ,  模擬実験 ,  線形 ,  安定解析