多方向波群において破波を伴い発達する海洋巨大波の実態解明と新たな破波指標の確立

船舶が頻繁に往来する沖合は，沿岸域に比べ再生可能エネルギ賦存量の多い海域で，人類の欠かせない経済活動の場である．これら経済活動のさらなる発展には，最大の自然外力を与える海洋巨大波 の実態解明が不可欠であるが，その突発性故，海洋巨大波に対する合理的な設計外力や指針は十分に確立されておらず，人命にかかわる海難事故は後を絶たない．また，しばしば多方向波群となる沖合で発生する巨大波の幾何学的情報・破波現象は，海洋巨大波の形成過程に密接な関係があり，破波指標など従来の沿岸域 (1方向波群) において構築されてきた学術体系の適用は困難である.このような社会的・学術的背景の下，本課題では，粒子法を用いた円形型数値水槽を用い，(1) 海洋巨大波の発達と破波現象の関連性解明，(2) 鉛直方向破波が生じる各種波浪条件を明確化，(3) 液滴飛散現象を含む破波現象に対し鉛直方向破波指標の確立を目的としている．鉛直方向破波時の流体物理量を実験的に取得するとともに，空間波形・破波時の流体加速度など, 実験では取得困難な物理量を数値流体力学的に取得可能にし，船舶海洋工学，海洋物理学など様々な分野に適用可能な新たな学術体系を確立することを目的としている．本年度は空間波形・破波時の流体加速度など, 実験では取得困難な物理量を数値流体力学的に取得可能にするため，①広領域の波の伝播を高速に解く手法と②波が砕波する狭領域を高精度に解く手法のカップリングの開発に取り組んだ．また，多方向波浪場において巨大波を生成し，砕波時の幾何学的情報など，数値モデルの精度検証に適用可能な実験データを取得した．

船舶が頻繁に往来する沖合は，沿岸域に比べ再生可能エネルギ賦存量の多い海域で，人類の欠かせない経済活動の場である．これら経済活動のさらなる発展には，最大の自然外力を与える海洋巨大波 の実態解明が不可欠であるが，その突発性故，海洋巨大波に対する合理的な設計外力や指針は十分に確立されておらず，人命にかかわる海難事故は後を絶たない．また，しばしば多方向波群となる沖合で発生する巨大波の幾何学的情報・破波現象は，海洋巨大波の形成過程に密接な関係があり，破波指標など従来の沿岸域 (1方向波群) において構築されてきた学術体系の適用は困難である.このような社会的・学術的背景の下，本課題では，粒子法を用いた円形型数値水槽を用い，(1) 海洋巨大波の発達と破波現象の関連性解明，(2) 鉛直方向破波が生じる各種波浪条件を明確化，(3) 液滴飛散現象を含む破波現象に対し鉛直方向破波指標の確立を目的としている．鉛直方向破波時の流体物理量を実験的に取得するとともに，空間波形・破波時の流体加速度など, 実験では取得困難な物理量を数値流体力学的に取得可能にし，船舶海洋工学，海洋物理学など様々な分野に適用可能な新たな学術体系を確立することを目的としている．本年度は空間波形・破波時の流体加速度など, 実験では取得困難な物理量を数値流体力学的に取得可能にするため，①広領域の波の伝播を高速に解く手法と②波が砕波する狭領域を高精度に解く手法のカップリングの開発に取り組んだ．また，多方向波浪場において巨大波を生成し，砕波時の幾何学的情報など，数値モデルの精度検証に適用可能な実験データを取得した．