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2005 Fiscal Year Annual Research Report

海洋における突発的巨大波浪の発生機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16206087
Research InstitutionNational Maritime Research Institute

Principal Investigator

冨田 宏  独立行政法人海上技術安全研究所, 実海域性能評価PT, 専門研究員 (60373411)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木下 健  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70107366)
山口 一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
林 昌奎  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70272515)
川村 隆文  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80334324)
早稲田 卓爾  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30376488)
KeywordsFreak Wave / 異常波浪 / 非線形波動モデル / 数値水槽 / 風波直接シミュレーション
Research Abstract

海洋において突然出現する巨大波浪(Freak/Rogue Wave)は大型船舶や海洋構造物の重大損傷、中小船舶の喪失を引き起こす極めて危険な現象として近来世界的にその発生機構の解明や発生頻度の推定に関する研究が注目されている。本課題研究においては先ずフリーク波がどのような波として実海域に出現するのかについて既存のデータや海員等の実体験をもとにフリーク波の特異性について共同研究者ならびに関係者によって組織されたフリーク波研究会において引き続き定期的に議論を行い、共通認識を深めた。さらに今年度はフリーク波や関連現象に興味を有する数学、数理物理学、海洋学、船舶・海洋工学、土木工学等諸分野の研究者に呼びかけ、九州大学応用力学研究所においてシンポジウム「海洋巨大波の実態と成因の解明」を開催し、異分野間の交流を深め研究の進捗に多大な刺激を与えた。
その議論を踏まえて、2次元的な長い峰を持つ場合についてはうねり等に適用出来ると言われている非線形波動理論、就中、非線形シュレディンガー方程式を基礎とした理論的研究をさらに詳細に行い、ストークス波の不安定によって生じるBenjamin-Feir Instabilityといわれる現象について2次元水槽実験ならびにこれをモデル化した完全非線形数値水槽プログラムを構築して両面から巨大波の発生を確認し、海洋における波群特性の重要さに対する認識を確立した。またこれらの極限的な解としてのBreatherと呼ばれる現象に着目し、これをフリーク波の有力なモデルと考えて研究を進めている。この結果は船舶試験水槽における曳航模型船に対する波浪荷重の推定実験の入力データとして提供された。数値水槽については今後のさらなる利用に鑑み、長時間かつランダムなスペクトルを有する海面に適用することが出来るようなプログラムコードの作成を完了した。
より一般の方向性を有する巨大波についてはこれを実海域における人工衛星リモートセンシングから確認する必要があるためそれを可能とするデータ解析アルゴリズムの開発を引き続き行っている。このための組織的な実験を水槽に再現された風波にマイクロ波を放射することによって行い、大量の有益なデータを得ることが出来た。さらに散乱データに大きな影響を与える要素である海上風とそれによる表面誘起流れの様子を子細に調べるためにCFD手法に基づく海面での大気-海洋相互作用シミュレーション計算を行い初期風波発生に関する重要な結果を得ることが出来た。この種のシミュレーションが本格化すれば100年来の海洋学の未解決な大課題である風波の発生機構にも解決を与えることが可能であると期待される。

  • Research Products

    (34 results)

All 2006 2005

All Journal Article (34 results)

  • [Journal Article] フリーク波研究の歴史と現状2006

    • Author(s)
      冨田宏
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

      Pages: 1-10

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Simulation of the ocean waves and appearance of Freak waves2006

    • Author(s)
      I.Ten, H.Tomita
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

      Pages: 41-53

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 実海域データから見たフリーク波2006

    • Author(s)
      冨田宏, 冨田昌子, 大橋隼人
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

      Pages: 97-115

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 帆走型洋上風力発電施設2006

    • Author(s)
      高木健, 木下健, 寺尾裕, 井上憲一, 田中 進, 小林顕太郎, 山田通政, 高橋雅博, 植弘崇嗣, 内山政弘, 江嵜宏至, 佐藤増穂, 岡村秀夫
    • Journal Title

      応用力学講演会、日本学術会議

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] マイクロ波レーダーによる海洋波浪観測2006

    • Author(s)
      林昌奎
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

      Pages: 83-96

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 風波生成の数値シミュレーション2006

    • Author(s)
      三冨政秀, 川村隆文
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

      Pages: 72-82

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 風波生成の数値シミュレーション2006

    • Author(s)
      川村隆文, 三冨政秀
    • Journal Title

      第55回理論応用力学講演会講演論文集

      Pages: 281-282

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 変調波列における最大波について、水槽実験と弱非線形計算の比較2006

    • Author(s)
      早稲田卓爾, 木下健, 木下信, 亀岡福太郎, 栗本優
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Experimental investigation and applications of the modulational wave train2006

    • Author(s)
      T.Waseda
    • Journal Title

      Online Extended Abstract : Workshop on Rogue Wave http://www.icms.org.uk/meetings/2005/roguewaves/index.html

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 海面波動研究の歴史と今後の課題-非線形波動現象の予測の必要性について-2006

    • Author(s)
      早稲田卓爾
    • Journal Title

      京都大学数理科学研究所講究録(招待講演)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 巨大海洋波・Freak Waveの発生機構の解明と予測2006

    • Author(s)
      冨田宏, 早稲田卓爾, 川村隆文, 林昌奎
    • Journal Title

      日本流体力学会会誌「ながれ」 25-1

      Pages: 39-48

  • [Journal Article] ICMS(エディンバラ)主催Workshop on Rogue Waves報告2006

    • Author(s)
      早稲田卓爾
    • Journal Title

      九大応力研「海洋巨大波の実態と成因の解明」シンポジウム

  • [Journal Article] 線形性を考慮した造波2006

    • Author(s)
      早稲田卓爾
    • Journal Title

      日本船舶海洋工学会誌「KANRIN」 4号

      Pages: 38-44

  • [Journal Article] 大規模海洋波発生の予測と回避2005

    • Author(s)
      冨田宏, 早稲田卓爾, 川村隆文, 林昌奎
    • Journal Title

      日本学術会議「水力学・水理学専門委員会シンポジウム」

      Pages: 29-36

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] フリーク波の研究2005

    • Author(s)
      冨田宏
    • Journal Title

      日本造船学会講演会論文集 5号

      Pages: 61-62

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Nonlinear Hydrodynamic Forces on an Accelerated Body in Waves2005

    • Author(s)
      M.Yoshida, T.Kinoshita, W.Bao
    • Journal Title

      Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, ASME 127

      Pages: 17-30

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 環境負荷の小さい基幹エネルギーとしての帆走型洋上発電2005

    • Author(s)
      木下 健, 高木 健, 寺尾 裕, 井上憲一, 田中 進, 小林顕太郎, 山田通政, 高橋雅博, 植弘崇嗣, 内山政弘, 江嵜宏至, 佐藤増穂, 岡村秀夫
    • Journal Title

      日本船舶海洋工学論文集 1号

      Pages: 43-54

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Hydro-elastic Motions and Drift Forces of Very Large Mobile Offshore Structure in Waves2005

    • Author(s)
      K.Takagi, T.Kinoshita, J.Noguchi
    • Journal Title

      The Fifteenth International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE-2005)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] マイクロ波散乱における砕波影響2005

    • Author(s)
      林昌奎, 鈴木文博, 岡田和三
    • Journal Title

      日本造船学会講演会論文集 5号

      Pages: 59-60

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 風波生成過程の数値シミュレーション2005

    • Author(s)
      川村隆文, 三冨政秀
    • Journal Title

      日本造船学会講演会論文集 5号

      Pages: 67-68

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 波浪の非線形性を考慮したフリークウェーブ造波について2005

    • Author(s)
      早稲田卓爾
    • Journal Title

      日本造船学会講演会論文集 第5号

      Pages: 63-64

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] EXTREME WAVE GENERATION, RADAR IMAGING AND WAVE LOADS ON A SHIP LABORATORY WAVE TANK2005

    • Author(s)
      T.Waseda, T.Kinoshita, C.K.Rheem, T.Kawamura, T.Yuhara, K.Tanizawa, H.Tomita
    • Journal Title

      RINA meeting on Design and Operation for Abnormal Conditions London UK

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Creation and Annihilation of Extremely Steep Transient wave2005

    • Author(s)
      I.Ten, H.Tomita
    • Journal Title

      Proc.15th International Offshore and Polar Engineering. Conference Vol.III

      Pages: 10-17

  • [Journal Article] Nonlinear wave loads acting on cylinder array slowly oscillating in diffraction and radiation wave fields2005

    • Author(s)
      W.Bao (I.Sano), T.Kinoshita, M.Yoshida
    • Journal Title

      Proc.24th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, ASME

  • [Journal Article] 大波高規則波向波時のコンテナ船縦曲げ荷重について2005

    • Author(s)
      中住昭吾, 石 江水, 亀岡福太郎, 早稲田卓爾, 鈴木克幸, 谷澤克治, 木下 健
    • Journal Title

      日本船舶海洋工学講演会論文集 2号

  • [Journal Article] 非係留超大型浮体による外洋利用大規模風力発電システムの検討2005

    • Author(s)
      井上憲一, 田中 進, 木下 健, 高木 健, 寺尾 裕, 岡村秀夫, 高橋雅博, 江嵜宏至, 植弘崇嗣
    • Journal Title

      第18回海洋工学シンポジウム,日本造船学会

  • [Journal Article] 無係留移動式浮体を用いた風力発電システムの開発2005

    • Author(s)
      高木 健, 木下 健, 寺尾 裕, 井上憲一, 田中 進, 小林顕太郎, 山田 通政, 高橋 雅博, 植弘 崇嗣, 内山 政弘, 江嵜 宏至, 佐藤 増穂, 岡村 秀夫
    • Journal Title

      第2回洋上風力発電フォーラム

  • [Journal Article] On the realization of nonlinear wave profiles using the Banach fixed-point theorem : Stokes wave in a finite depth2005

    • Author(s)
      T.S.Jang, S.H.Kwon, T.Kinoshita
    • Journal Title

      J.Marine Science and Technology (2005) 10

      Pages: 181-187

  • [Journal Article] オホーツク海南部の流氷数値予報の精度向上について2005

    • Author(s)
      藤崎歩美, 山口一, 竹森恵一, 段烽軍
    • Journal Title

      日本混相流学会年会講演会2005講演論文集、工学院大学、日本混相流学会主催

      Pages: 115-116

  • [Journal Article] 氷海域における流出油挙動の数値シミュレーション2005

    • Author(s)
      林昌奎, 山口一, 阿野公洋
    • Journal Title

      日本混相流学会年会講演会2005講演論文集、工学院大学、日本混相流学会主催

      Pages: 117-118

  • [Journal Article] Numerical Study of Tidal Impacts on Sea Ice in the Sea of Okhotsk2005

    • Author(s)
      G.Sagawa, H.Yamaguchi, F.Duan
    • Journal Title

      Proceedings of the 20th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice

      Pages: 29-32

  • [Journal Article] POM-based numerical simulation of the Sea of Okhotsk2005

    • Author(s)
      K.Hino, H.Yamaguchi, F.Duan, G.Sagawa
    • Journal Title

      Proceedings of the 20th International Symposium on Okhotsk Sea & Sea Ice

      Pages: 33-35

  • [Journal Article] Extreme Wave Generation in Laboratory Wave Tank2005

    • Author(s)
      T.Waseda, C.-K.Rheem, J.Sawamura, T.Yuhara, T.Kinoshita, K.Tanizawa, H.Tomita
    • Journal Title

      The Proceedings of the 15th (2005) International Offshore and Polar Engineering Conference Vol.III

      Pages: 1-9

  • [Journal Article] JCOPE海洋変動予測システム-工学的利用に向けて2005

    • Author(s)
      宮澤泰正, 早稲田卓爾
    • Journal Title

      月間海洋 37

      Pages: 644-655

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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