| 研究概要 |
現在では実用上十分な精度を持つ海洋波浪の数値予報が,日常的に行われてるようになってきている.しかしこれは現地観測や人工衛星による膨大な観測結果に基づくパラメタリゼーションに負うところが大きく,必ずしも海洋波浪場の盛衰を支配するメカニズム-例えば成分波間の非線形相互作用や砕波によるエネルギー散逸が-十分に解明されたことを意味するわけではない.本研究は,近年の数値計算手法の進歩と計算機環境の飛躍的な改善により可能となってきた水面波浪場の直接数値シミュレーションによって,現代の波浪推算モデルに含まれている検証不十分と思われる仮定や仮説の正当性の検証を目指したものである.
まず風からのインプットも砕波による散逸も含まない状況で,水面波動の大規模な直接数値シミュレーションを行い,成分波間の非線形エネルギー輸送がもたらすスペクトル変動を検出し,波浪統計理論と比較することにより,両者が定性的にも定量的にも良好な一致を示すことを確認した.この結果は,表面的には波浪統計理論の正当性を裏付けるものであるが,その一方,長時間平均についてのみ成立するはずの統計理論が予言するのと同じスペクトル変化率が,決定論的時間発展の各瞬間で発現するという事実は,数値波浪予測の理論的基礎式の導出法に対する再考を迫る結果にもなっており,今後さらなる検討を要する.
砕波による散逸については,まず直接数値シミュレーションに組込み可能な簡便な砕波モデルを開発し,その後これを組み込んだシミュレーションを行うことにより,この決定論的砕波モデルは,WAMモデル等で採用されている標準的な砕波モデルが与えるスペクトル変化率と,定性的にも定量的にもよく一致するスペクトル変化率を与えることを確認した.今後,砕波の影響を含む波高分布の研究等への発展を予定している.この他freak波の出現確率に関する研究も行い,種々興味深い結果が得られた.
|
