JPH1047819A - 冠雪を有する模型氷の製造方法 - Google Patents

冠雪を有する模型氷の製造方法

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JPH1047819A
JPH1047819A JP8202172A JP20217296A JPH1047819A JP H1047819 A JPH1047819 A JP H1047819A JP 8202172 A JP8202172 A JP 8202172A JP 20217296 A JP20217296 A JP 20217296A JP H1047819 A JPH1047819 A JP H1047819A
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Susumu Kishi
進 岸
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B71/00—Designing vessels; Predicting their performance
    • B63B71/20—Designing vessels; Predicting their performance using towing tanks or model basins for designing

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  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は乾いた冠雪を有する模型氷の製造方
法を提供する。 【解決手段】 水槽１の母液３の上部に模型氷２が形成
されており、模型氷２の上面に真水氷の薄膜４が形成さ
れている。真水氷の薄膜４の上面には冠雪５が層状に形
成されている。冠雪５は真水氷の薄膜４によってブライ
ンを含んだ模型氷２と遮断されているので、乾いた状態
になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、氷海水槽等の低
温実験設備で砕氷船や氷海構造物等の模型実験に用いら
れる冠雪を有する模型氷の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】砕氷船や氷海構造物等の設計や性能確認
のために、従来から氷海水槽等の低温実験設備で模型氷
を用いた模型実験が行われている。
【０００３】用いる模型氷の製造方法としては、食塩ま
たは尿素の薄い濃度の水溶液を母液として水槽に張り、
水槽の雰囲気温度を０℃以下の所定の温度に調整して水
面を凍らせ、水面から下方に向かって氷板を成長させる
方法が一般的である。
【０００４】この時、食塩または尿素の濃度と雰囲気温
度の制御によって、模型氷の機械的強度特性等を調節す
ることができ、それによって模型実験の縮尺比を合わせ
ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】実際の氷海では、氷が
雪をかぶった状態、すなわち冠雪状態にあることが大半
である。したがって、冠雪状態の模型氷を用いて模型実
験を行うことが必要になってくる。
【０００６】しかし、人工的に雪を製造するには各種の
公知の方法があるものの、その人工雪を単に前記の模型
氷の上に積もらせただけでは、以下のような現象が生じ
て、実際の冠雪状態を充分に模擬できないという問題が
ある。
【０００７】すなわち、模型氷では、母液の凝固過程で
析出した食塩または尿素が氷の隙間に閉じ込められて濃
化し、融点が低くなるために最後に凍った個所が模型氷
中に点在している。そして、模型実験の縮尺比を合わせ
るために、ウォームアップ手法と呼ばれる、雰囲気温度
を０℃近傍まで上昇させることにより、前記の食塩また
は尿素が濃化した個所を融解させて模型氷の機械的強度
を低下させるという操作を行うと、融解により生じた食
塩または尿素が高濃度な水溶液（以下、ブラインと呼
ぶ）が模型氷の上表面にしみだしてくる。その結果、模
型氷に積もっている雪がブラインによって湿らされ、べ
た雪状態になってしまう。
【０００８】これでは、実際の氷海でのような乾いた雪
が冠雪した状態を模擬しているとはいえず、適切な模型
実験を実施することができない。
【０００９】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、実際の氷海におけるような乾
いた雪が冠雪した状態を模擬できる、冠雪を有する模型
氷の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の冠雪を有する模
型氷の製造方法は、水槽の雰囲気温度を０℃以下の所定
の温度に調節して、水槽内の母液の上面に模型氷を製造
し、次に真水を前記模型氷の上面に散布して真水氷の薄
膜を形成し、前記真水氷の薄膜の上面に雪を積もらした
ことを特徴とする冠雪を有する模型氷の製造方法であ
る。
【００１１】この冠雪を有する模型氷においては、ウオ
ームアップ手法を適用して雰囲気温度を０℃近傍まで上
昇させても、真水氷はブラインを含まない緻密な結晶構
造を維持しているので、しみだしたブラインが冠雪に浸
透するのを真水氷が遮断して、冠雪が乾いた状態で保た
れる。
【００１２】また、真水氷を薄膜にしているので、模型
氷全体の曲げ強度や破壊パータン等の機械的強度特性に
はほとんど影響を与えない。
【００１３】したがって、本発明の冠雪を有する模型氷
を用いることにより、実際の氷海での冠雪状態を充分に
模擬した模型実験が実施可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明を、図によってよって詳述
する。
【００１５】図１は本発明の一実施の形態を示す縦断面
図である。水槽１に満たされたに母液３の上部に模型氷
２が形成されており、模型氷２の上面に真水氷の薄膜４
が形成されている。そして、真水氷の薄膜４の上面には
冠雪５が形成されている。
【００１６】この冠雪を有する模型氷の製造方法を詳述
する。まず、食塩または尿素の低濃度水溶液を母液とし
て水槽１に満たし、雰囲気温度を０℃以下の所定の温度
ｔ1 に保持する。温度ｔ1 は実験目的に応じて適宜定め
られるが、例えば−２０℃程度である。
【００１７】次に、母液水面から凍り始めた氷の厚みが
所定の値に達すると、ウォームアップ手法により、雰囲
気温度を徐々に昇温させ、最終的に温度ｔ2 （ｔ1 ＜ｔ
2 ＜０）に保持する。温度ｔ2 は実験実施温度であり、
通常は−２℃程度である。
【００１８】そして、模型氷１の上面に真水を均一に散
布する。模型氷２の上面に落下した真水は模型氷２の冷
熱を吸収し瞬時に凍結して真水氷の薄膜４が形成され
る。
【００１９】最後に、真水氷の薄膜４の上に冠雪５を一
様に堆積させて冠雪を有する模型氷の作製が完成する。
【００２０】
【実施例】水槽１に、尿素０．６％含有した母液３を入
れ、雰囲気温度を−２０℃にして厚さ３ｃｍの模型氷２
を製造した。そして、ウォームアップ手法により、雰囲
気温度を−２℃に上昇させた。
【００２１】次に、この模型氷２の上面にスプレーノズ
ルを用いて真水を散布し、厚さ０．４ｍｍの真水氷の薄
膜４を形成した。
【００２２】さらに、この上面にアイススライサーによ
って製造された粒径１００ミクロン程度の粉雪を厚さ１
ｃｍで一様に堆積させた。
【００２３】その後、室温を−２℃に保ち、冠雪５の状
況観察を行なった。１時間経過した時点で冠雪５へのブ
ラインの浸透はみられなかった。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、模型氷
の上面に真水氷を形成することにより、模型氷からのブ
ラインが冠雪に侵入するのが防止され、実際の氷海での
冠雪状態を充分に模擬した模型氷が得られるようになっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 水槽 ２ 模型氷 ３ 母液 ４ 真水氷の薄膜 ５ 冠雪

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水槽の雰囲気温度を０℃以下の所定の温
    度に調節して、水槽内の母液の上面に模型氷を製造し、
    次に真水を前記模型氷の上面に散布して真水氷の薄膜を
    形成し、前記真水氷の薄膜の上面に雪を積もらしたこと
    を特徴とする冠雪を有する模型氷の製造方法。
JP8202172A 1996-07-31 1996-07-31 冠雪を有する模型氷の製造方法 Expired - Lifetime JP2904138B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103723245A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 天津大学 一种覆雪模型冰盖的制备方法
CN110187076A (zh) * 2019-06-20 2019-08-30 中国水利水电科学研究院 一种实验室冰塞冰坝雷达测量试验装置和方法

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