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2015 年度 実績報告書

次世代運航システムのためのデータ同化によるリアルタイム乱気流予測の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 14J07391
研究機関東北大学

研究代表者

菊地 亮太  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード運航システム / 乱気流 / 気象予測モデル / 航空機 / ドップラーライダー / 航空安全 / データ同化 / 流体計算
研究実績の概要

次世代運航システムに向けて,リアルタイム乱気流予測システムの構築および実用を目指して研究開発を実施した.本年度は,メソスケール乱気流予測手法として,気象予測モデルから構成される低次元モデルと,航空機のフライトデータをリアルタイムに組み合わせる予測手法の開発および検証を行った.本手法を実際に航空機が乱気流に遭遇した事例に対して,適用し手法の有用性の検証を行った.その結果,温帯低気圧が近づいた際の乱気流およびジェット気流付近で発生する乱気流の2ケースにおいて,通常の気象予測に比べて高精度な情報を取得することができた.本手法により,航空機がフライトする際にリアルタイムに気象情報が更新され,乱気流予測が改善することを確認した.以上の成果をまとめ,学術誌に投稿した.
また,昨年度の研究課題であった航空機搭載型ライダーを使用した流れ場推定技術では,さらなる検証を進め,予測精度の向上を行った.以上の成果を,特許出願を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、メソスケール予測手法の構築および検証を実施する計画であった.前年度に,本手法の構築を想定以上に進めていたため,本年は検証に多くの時間を割くことができた.本年度に想定していた検証題目に関しては概ね完了していることから,当初の計画通りに進展していると判断した.また昨年度の研究課題を特許出願するなどに時間を少々使うことになったが,その分の遅れは研究の進捗に影響を及ぼさない程度であったと考えている.

今後の研究の推進方策

最終年度は開発したマイクロスケールおよびメソスケール乱気流予測手法について、多くの検証を実施して統計的に性能を把握し,実運用に向けた取り組みを実施する.これまでの検証に加えて,実際に運用を検討した場合に発生しうる課題や問題についても検討する.これらの成果を取りまとめ,成果を学術誌へ投稿また特許出願を行う予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Precipitation Nowcasting with Three-Dimensional Space–Time Extrapolation of Dense and Frequent Phased-Array Weather Radar Observations2016

    • 著者名/発表者名
      Shigenori Otsuka, Gulanbaier Tuerhong, Ryota Kikuchi, Yoshikazu Kitano, Yusuke Taniguchi, Juan Jose Ruiz, Shinsuke Satoh, Tomoo Ushio, and Takemasa Miyoshi
    • 雑誌名

      Weather and Forecasting

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1175/WAF-D-15-0063.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment of Probability Density Function based on POD Reduced-Order Model for Ensemble-based Data Assimilation2015

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kikuchi, Takashi Misaka, Shigeru Obayashi
    • 雑誌名

      Fluid dynamics research

      巻: 47 ページ: 1-22

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1088/0169-5983/47/5/051403

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 縮約モデルとデータ同化によるリアルタイム非定常流予測技術2016

    • 著者名/発表者名
      菊地亮太
    • 学会等名
      第8回 EFD/CFD融合ワークショップ
    • 発表場所
      秋葉原コンベンションホール (東京都・千代田区)
    • 年月日
      2016-02-09 – 2016-02-09
    • 招待講演
  • [学会発表] リアルタイムデータ同化による乱気流予測の研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      菊地亮太
    • 学会等名
      第6回 データ同化ワークショップ
    • 発表場所
      海洋研究開発機構 横浜研究所(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-02-01 – 2016-02-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 時系列PIV計測を用いた角柱周り流れのリアルタイムデータ同化計算2015

    • 著者名/発表者名
      菊地亮太,内田竜朗,三坂孝志,大林茂
    • 学会等名
      第28回計算力学講演会 CMD2015
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2015-10-10 – 2015-10-12
  • [学会発表] 旅客機データを使用したリアルタイム乱気流予測2015

    • 著者名/発表者名
      菊地亮太,三坂孝志,大林茂,井之口浜木,及川博史
    • 学会等名
      第47回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2015
    • 発表場所
      東京大学 生産技術研究所(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-07-02 – 2015-07-03
  • [学会発表] データ同化によるリアルタイム乱気流予測の研究開発2015

    • 著者名/発表者名
      菊地亮太,三坂孝志,大林茂,井之口浜木,及川博史
    • 学会等名
      日本気象学会2015年度春季大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-24
  • [産業財産権] 遠隔気流計測装置、遠隔気流計測方法及びプログラム2015

    • 発明者名
      井之口浜木,大林茂,三坂孝志,菊地亮太
    • 権利者名
      井之口浜木,大林茂,三坂孝志,菊地亮太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2015-195895号
    • 出願年月日
      2015-10-01

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公開日: 2016-12-27  

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