室内実験と深層学習による流体予測モデルの開発と台風多角形壁雲ライフサイクルの解明

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本研究は段階的に研究計画を設定していて、2年目は初年度より引き続き課題1に取り組んだ。課題1は、台風条件下での回転水槽実験の実施である。台風構造を模擬するために、温度の逆転だけでなく、実験槽底面に高低差をつけた地形β効果ありの実験設定にまで拡張した。当該年度は昨年度に引き続き、特殊な加工をした底面高低差装置も2年目を複数購入して、新たな実験を追加して200回を超す実験を行った。実験結果としては、従来の研究どおり水平方向の温度差ありの実験で発生した傾圧不安定波を観測し、一方で高低差をつけた実験では地形性ロスビー波を模擬した波動が発生が観測された。したがって、水平方向に温度差ありと地形性β効果ありの複合的な実験では、圧不安定波の上に地形性ロスビー波が発生した波動が観測された。また、水平方向に温度差無し・地形性β効果なしでは波動が発生しないことも確認できた。これは初年度では波動が発生していたので、実験の精度が前進したと考えている。地形性β効果なしのレジーム・ダイアグラムは先行研究と一致した結果となったことから、水平方向の温度差の付き方が逆になっていても、温度差の絶対値が同じであれば同じ結果になることも確かめられた。また、地形性β効果をつけたことによって、軸対称流と定常流の境目が異なる結果になった理由としては、底面の形状が影響していると考えられ、底面の形状が異なる場合レジーム・ダイアグラムにおける波動の分布は異なる可能性があると考えられる。以上の結果はすでに学会等で発表していて、学術論文への投稿も準備中である。さらに、台風構造と類似するような波動の実験結果も出ている。