| 研究概要 |
風洞水槽実験の結果を基に,大気-海洋境界層の応力モデルの確立を試みている.本年度では,海象場の数値シミュレーションの開発を重点的に行って来た.数値水槽の開発に用いた計算手法には,水粒子をラグランジュ的に解析することが可能な粒子法の一つであるMPS法を用いた.MPS法は非構造格子であるため,境界面のダイナミックな変形に適用でき,また,海面境界層に存在する水粒子に風からの応力を直接与えることができるため,海面下の流速の発達に起因する支配因子のモデル化を容易に確立することができると考えられる.粒子数に依存した計算時間の負荷に対応したICCG法による大規模疎行列の高速解法を組込んだ基本的な計算スキームは完成し,ベンチマーク問題の水柱崩壊による精度検証を行ったところ,実験結果と良好に一致することを確認した.また,固-液混層流場ではあるが,二層場の複雑な計算も初期値を設定するだけで,容易に計算することが明らかとなり,応力モデルが構築できれば気-液混層場への適用も可能と考えている.しかし,海面に与える風からのせん断応力および砕波応力のモデル化は非常に困難であり,未解明のままとなっている.そこで次年度では,実験で得た画像データを基に,風による水面勾配を利用した風応力の算定を行う.また,PIV解析より得られた流速データより,レイノルズ応力の算出も試みる.これら二つの応力を海面応力として与え,海面下の流速の鉛直分布が実験結果とどの程度一致するのかについて検討を行い,モデルの確立を目指す予定である.
|
