| 研究概要 |
本年度は大きく2つのテーマについて研究を行った.まず一つ目は昨年度に引き続きfreak wave,すなわち比較的静穏な海洋波浪場中に突如出現する非常に大きな波高を持つ海洋波,の出現確率に対する非線形性の影響の解析である.方法としてはJONSWAPスペクトルをエネルギースペクトルに持つ不規則波動場の時間発展を,非線形水面波の基礎方程式の直接数値シミュレーションにより決定論的に追跡し,それから得られる波高データに基づいてfreak waveの出現確率を算出した.昨年度行った1次元伝播の場合には,エネルギー密度すなわち波動場の非線形性が大きくなるにつれて,freak waveの出現確率が単調に増大するという結果が得られていたが,今年度より現実的な2次元伝播に発展させた計算を行ったところ,必ずしも非線形性の増大がfreak waveの出現確率の増加にっながらないという意外な結果が得られた.これと符号する傾向を報告をしている現地観測データの解析例もあり,今後さらなる検討が必要である.
2つ目は波動間の共鳴相互作用によるスペクトル変動についてである.現在世界中で使われている数値波浪推算モデルは,非線形相互作用によるスペクトル変動はもっぱら共鳴相互作用によるものであるとの定式化に基づいている.しかし近年,比較的短時間のスペクトル変動にっいては,非共鳴相互作用が重要な役割を果たすとの指摘がなされ議論となっている.そこで水面波の直接数値シミュレーションによってスペクトル変動の検出を行った結果,短時間発展においてもやはり共鳴相互作用がもたらすエネルギー輸送のみがスペクトル変動を引き起こしているという事実が明らかとなり,従来からの定式化でなんら問題がないことを確認した.
これらの他にも,直接シミュレーションに組み込み可能な砕波モデルの改良にも取り組み,かなりの成功を収めることができた.
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