Gust Load Alleviation Technology Using LIDAR Data Assimilation and Optimal Flight Control

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昨年度に提出した研究の推進方策に則り，さらに解像度を高めた乱気流シミュレーションを用いて詳細な乱気流・飛行状況の再現を試みた．「富岳」成果創出加速プログラム「防災・減災に資する新時代の大アンサンブル気象・大気環境予測」の枠組みから，スーパーコンピュータ「富岳」を用い，水平解像度35mの非常に微細な格子上でラージエディシミュレーションを行い，当時の晴天乱気流を細かい乱流渦とともに表現した．さらに再現した乱気流中で飛行力学に基づき推定した飛行機の揺れを，当日の旅客機のフライトデータに記録された揺れと比較することで数値気象計算の再現性を評価した．以上の成果は第23回非静力学モデルに関するワークショップにて発表し，そこからの進捗を第16回航空気象研究会で報告した．第16回航空気象研究会では，再現した乱気流に対する飛行機の応答を飛行力学に基づいて評価し，結果を当日の旅客機のフライトデータから取り出した応答と比較した結果を報告した．数値計算では最小300-400mまでの渦を含む乱気流が再現されており，せん断不安定波が崩壊する地点にて飛行機に最大0.4Hzまでの揺れをもたらすことを確かめた．フライトデータでは最大１Hzの揺れが記録されており，現実に飛行機に揺れをもたらす渦として，今回の計算では再現できなかったさらに小さい渦が含まれていることが示唆された．数値計算ではせん断不安定波が北東方向に増幅したのち細かい渦に崩壊する様子が確認されたのに対し，フライトデータにおいても，北東方向に飛行する飛行機がせん断不安定波の周期と同じオーダーでゆっくり揺れた直後，細かい崩壊した渦により大きく高周波に揺れている様子が記録されており，計算結果での乱気流再現状況はフライトデータから推察される状況とよく整合していた．