人に聞けない痔の悩み、これでスッキリ >>

プールというか水たまりでもいいですが、あるまとまった水塊の水温がどうやってきまるのかという問題についてお尋ねします。温度は熱の量が分かれば計算で求めることができると思います。ですので、熱の増減を知ることがポイントになります。熱の移動は拡散(伝導)とか移流、そして放射ということがあります。移流はプール内部での水の動きによる熱の移動なのでプール全体の熱の量(平均水温へ換算)には効かないと言えると思いますが。拡散(伝導)と放射を考えるのですが、前者は大気境界(水面)・プール底面・側壁を通過する熱量を調べる必要があります。それは簡単ではないように思います。伝導係数だけでなく、プール外部の温度も知る必要があります。そしてもう1つ分からないことは放射です。これはどのように考えるのでしょうか。我々の身の回りのものは温度を持ちますから放射していると言えるし、私自身の身体も水も放射しているのでその収支はどのようになっているのでしょうか。温度を持つものはステファンボルツマンの法則で絶対温度の4乗で放射しているわけですが、絶対温度として考えたら我々の身の回りにあるものはだいたい10~20度ぐらいになっているから273を足して、283,293は大して違わないから考えなくてもいいということでしょうか。あと距離とか放射している物体の形状の問題もあると思います。それらはどう考えるのでしょうか。効かないとかお互いが相殺するとかで物理として捨象するということやっているのではないかと思うのですが。放射でよく出てるのは雲です。冬季の朝の晴天時の放射冷却とその曇天時逆など実感としてはわかるのですが。考慮の対象とすることと、捨てること(捨象)について考え方を教えて頂きたいのですが。

A 回答 (2件)

> 温度環境の数値シミュレーションをやっているような人の成果を見ることがあるのですが、何かを考慮したりしなかったりがいろいろあるように思うのです。

このへんまでは入れておこうとか、ここはこう仮定しようとか、これはありだが、これは省略、とかしていながら、計算結果は計測結果とよく一致した、なんて書いてあります。温度環境ってそんなにざっくりした、センシティブではないものなのかなと思ったりします。

つぎのような説明があります。
シミュレーション(英: simulation)は、何らかのシステムの挙動を、それとほぼ同じ法則に支配される他のシステムやコンピュータなどによって模擬すること。
ある「仕組み」を、仮想的な方法で模擬動作させること。
物理的あるいは抽象的なシステムをモデルで表現し,そのモデルを使って実験を行うこと。実際に模型を作って行う物理的シミュレーションと,数学的モデルをコンピューター上で扱う論理的シミュレーションがある。模擬実験。

目的があって、その目的のためにモデルを考え、そのモデルで検討することを《シミュレーション》というと考えてイイと思います。
温度でも、湿度でも、空気の流れや空気抵抗、あるいは力学的な強度や振動や速度、変位などでも、景気の動向でも、人口の推移でも、たいていのことは、ある種の検討をしようとすると、事実の確認は困難なので、モデルを考えて、そのモデルで検討します。 モデルで検討しているので、実際に起きることと一致するとか近似するとかの確実な保証とか論理的整合性はありません。 モデルが妥当なのかは、検討しようとしている目的に応じて判断することになります。
ざっくり/多要素/仔細という観点ではなくて、モデルをつかってシミュレーションで出そうとしている検討に実際的な有効性があるのかという観点で判断します。

地球環境、温暖化などのことを考え検討する場合、「地球の平均温度」をいえると便利ですが、そのような《「地球の平均温度」はなにか、今何度か、》は実際には測り決めることができません。しかし、温度の上昇や下降あるいは変動の傾向を検討するという目的を考えた場合、その手法をある程度の範囲で作り上げていくことはできます。
https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/temp/qa_temp. …
(地球の温度環境がざっくりしたものであって、センシティブなものではない)ということではなくて、(地球の気候変動の動向を現時点論じ対策を検討することの必要性を検討する上で、この程度のモデルで十分だ)という判断です。 
給湯器(風呂や蛇口)、カーエアコン、ルームエアコン、全館空調などで、温度設定や温度計測をするのでも、実用的目的を考えてのコントロールをするのです。 こうした場合は、各位置の温度の仔細で瞬時瞬時の状況をモデルで再現することなどは最初から考えません。 しかし、エンジンなどの機関の各部の動作や耐久性、機関全体の効率性などを検討する場合には、もっと違ったモデルで仔細にシミュレーションし、さらに実体モデルや試作機でそれを確認します。ほんのちょっとした形状の違いでも、大きな差が生じるからです。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。シミュレーションの項目に加えなくてはならない、あるいはその必要はない、ということを考えるうえで2つぐらいあると思います。どう見ても必要ない事項と判断できる、実際にやってみて全く効果がないと判断できる(あるいは実験との比較)、ということです。放射は現象がわかりにくい(実感しにくい)ので何を捨てるのかわかりにくい感じはします。しかも放射はどこからでもなので。”アイスランドはメキシコ湾流(暖流)によって高緯度の割に温かい”などというようなことですかね。流れ自体は移流ですが、暖流の端部から出てきた暖水塊からの放射はあり得るのではないかと思いますが。その効果が実際にあると言われているから、計算で実証してみたいくなるわけですが。

お礼日時:2019/06/09 22:49

マグカップに熱いコーヒーとやや冷えたミルクを入れた場合、マグカップ内の熱の総量は決まったとしても、液温の温度は均一にはなっていないのが普通です。

 (温度は熱の量が分かれば計算で求めることができる)とは限らないと思います。 浴槽で湯を入浴適温に加温する場合も同様です。 海水面の衛星画像をみても、かなり複雑で、簡単に水温を算出できる計算式ができそうな気はしません。
「ひまわり8号(バンド13)」が観測した2015年3月26日の東北沖の水温変動。GIFアニメ
http://www.gp.tohoku.ac.jp/research/topics/20160 …
もっと狭い範囲の湖水でも、水温分布には多くの要素が絡んでいそうな様子が見て取れます。
http://www.geoenv.tsukuba.ac.jp/~sugita/archive/ … (第3章. 結果と考察 3.1 湖水面温度分布及び水温分布)

あるまとまった水塊の水温 ブロックモデルで考えるということかもしれませんが、室内25m遊泳プールのような限定されたものを考えたとしても、建物のコンクリートや鉄骨の熱伝導や温度差、いわゆる室内の風速や温度、そしてプールに入れる水の温度管理の状況が絡んできてしまうと思います。
http://www.shasej.org/gakkaishi/archive/pdf/SHAS …
p19/96の表の構成程度のことは、考慮の対象にとりあげないとならないのではないかと思います。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

回答ありがとうございます。温度環境の数値シミュレーションをやっているような人の成果を見ることがあるのですが、何かを考慮したりしなかったりがいろいろあるように思うのです。このへんまでは入れておこうとか、ここはこう仮定しようとか、これはありだが、これは省略、とかしていながら、計算結果は計測結果とよく一致した、なんて書いてあります。温度環境ってそんなにざっくりした、センシティブではないものなのかなと思ったりします。こういう計算って貯金通帳と同じでとにかく熱(お金)の出入りを抑え込むと水温(預貯金)の増減が決まるわけですが、収入(給料)と支出(家賃・光熱費・食費)のように一定のバランスがだいたい取れているという状況があると、ボールペン1本を買った買わないが全体に影響しないというようなそんなものなのでしょうか。プライマリーバランスとでも言うような。

お礼日時:2019/05/30 17:42

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング