| 研究課題/領域番号 |
26800244
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| 研究機関 | 気象庁気象研究所 |
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研究代表者 |
伊藤 純至 気象庁気象研究所, 予報研究部, 研究官 (00726193)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 接地境界層 / LES / 風洞実験 / DNS / 乱流フラックス / 大気境界層 / バルク法 |
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| 研究実績の概要 |
乱流変動をある程度高精度に表現可能なラージ・エディ・シミュレーション (LES) が普及し、微細気象の解析等に利用される。しかし、LESのための適切な接地境界条件は依然として未解決である。不確定性を排した乱流の直接計算 (DNS) の数値実験結果や室内実験・屋外観測をもとに、従来の接地境界条件の問題点を具体化し、接地境界条件を決定づけるダイナミクスの理解を通して、適切な接地境界条件の改良に着手し、LESの信頼性の向上へつなげる。以下、平成２７年度の研究実績を述べる。
１． 平成２６年度実施した中立乱流エクマン層のDNSの解析を行った。別のDNSによる計算結果データベースと比較したところ、壁面付近の流速など基本的な特性がおおむね整合することを確認した。DNSの計算結果をもとに、接地境界条件を与える地表面摩擦モデルの空間フィルタサイズ依存性を調べた。
２．なるべく壁面粗度を小さくした中立境界層の風洞実験を引き続き行った。今年度は測定手法を変更した実験を実施した。得られた時系列データの解析を行い、基本的な特性を調べ、慣性小領域が実現していることを確かめた。この時系列データを利用し、流速と運動量フラックスの関係の時間フィルタ依存性を調べた。さらにDNSと風洞実験結果を規格化したところ、普遍曲線を見出すことができた。
３．実際の顕著現象を想定した状況のLESやDNSを行い、接地境界条件に対する感度実験を行い、モデル化の指針を得た。
４．台風のLESで再現された突風に対する接地境界条件の影響について調べた成果を発表した。
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| 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
本研究の目標である接地境界条件の改良の指針となるようなLES、DNSと風洞実験それぞれのデータが得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２７年度のLESの研究成果の短報が受理済みである。
LES、DNSと風洞実験結果をまとめたフルペーパー論文の投稿準備中である。また国際学会等での発表も行う。
今後はDNSでレイノルズ数を変えた実験や成層を加えた実験、台風のLESでの接地境界条件の感度実験を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
風洞実験の研究手法を変更したことと、粗度を大きくした実験は時系列データがうまく得られなかったため、風洞実験の取りまとめの方針を変更し、DNSとLESと合わせた内容として、翌年度の学会発表や論文執筆を行うようにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成２８年度は当初予定していた事項に追加して、昨年度までの研究成果に関する学会発表や論文発表を行う予定である。
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