AbstractScientific interest in the environmental and meteorological fields has been focused on the estimation of the temperature rise on the earth in the near and far future. The temperature rise is estimated by a gas transfer flux. It is very difficult to measure and estimate the gas transfer rate resulting from the air–sea interaction because of very high Schmidt number (Sc) turbulent fluid flow with free surface deformation. On the other hand, the utilization of high Prandtl number (Pr) fluid flows, like a Flibe, with free surface as a coolant in an advanced magnetic fusion reactor and as a chamber protection scheme in an inertial confinement fusion reactor have been considered. From the perspective of thermofluid research, it would be very important to discuss on some common aspects between fusion nuclear technology and global warming problem. Since the thermal diffusivities of high Pr or Sc fluids are very small, when the high temperature or concentration regions appear on the free surface caused by plasma radiation or carbon-dioxide gas absorption, respectively, the scalar transport from the free surface to the bulk flow must be very slow compared with the fluid motion. In this paper, some common aspects between the heat transfer of high Pr free surface flow in fusion engineering and the mass transfer of high Sc free surface flow in the global warming problem are discussed.
環境および気象分野における科学的関心は、近い将来および遠い将来における地球の気温上昇の推定に集中している。気温上昇はガス輸送フラックスによって推定される。自由表面変形を伴う非常に高いシュミット数(Sc)の乱流流体における気液界面でのガス輸送速度の測定と推定は非常に困難である。一方、先進磁気核融合炉における冷却材として、また慣性核融合炉におけるチャンバー保護方式として、自由表面を有するフリーベ(Flibe)のような高いプラントル数(Pr)の流体の利用が検討されている。熱流体研究の観点から、核融合技術と地球温暖化問題の間のいくつかの共通点について議論することは非常に重要である。高いPrまたはScの流体の熱拡散率は非常に小さいため、プラズマ放射または二酸化炭素ガス吸収によって自由表面に高温領域または高濃度領域がそれぞれ現れるとき、自由表面からバルク流へのスカラー輸送は流体運動と比較して非常に遅くなければならない。本論文では、核融合工学における高いPrの自由表面流れの熱伝達と、地球温暖化問題における高いScの自由表面流れの物質伝達の間のいくつかの共通点について議論する。