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波浪を介した大気海洋間運動量輸送の数値的研究

海洋-大气动量通过波浪传递的数值研究

基本信息

批准号：
22K20385
负责人：
藤原泰
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20385/
关键词：
波浪大気海洋相互作用数値シミュレーション境界層乱流

项目摘要

2022年度は、本研究の基盤となる大気・海洋結合波解像数値モデルの開発に取り組んだ。まず、境界追従座標系に基づく離散化のもと気液2相流のNavier-Stokes方程式を解く定式化を構築した。その中で、圧力変数を従来の通り格子中心に配置するだけでなく、気液境界面にも未知変数として設定することで、境界面変位の運動学的接続条件が高精度に満たされるような工夫を行った。考案した計算スキームの有効性を検証するために、開発が容易なインタプリタ言語でプロトタイプモデルを構築し、理論的に振る舞いがわかっているケースを用いたベンチマーク試験を行った。その結果、界面重力波・Kelvin-Helmholtz不安定の線形分散関係や、風波発達の理論的説明として有力視されているMilesの不安定機構が、リーズナブルな時空間解像度で高精度に再現されることを確認した。これは、境界追従座標の採用と、圧力解法における運動学的接続条件の要求によって、比較的粗い空間解像度でも空気と水の分布の数値的拡散が抑えられたためと考えられる。プロトタイプモデルで計算スキームの有効性が確認されたことから、コンパイラ言語を用いた本番モデルの構築を開始し、おおむね完成までこぎつけた。その中で、大気・海洋結合による大気乱流への影響を明快にするために、下端境界条件として波運動を与える大気側単体の波解像数値計算の設定も行えるようなモデルにするという方針を立て、定式化開発・実装を行った。これによって、大気・海洋運動の双方向相互作用の効果の有無を切り替えた対照実験が行えるほか、必要に応じて海洋側の運動を計算するコストを削減でき、より多様な数値シミュレーションが行えるようになる。上記の成果は、随時国内の研究集会・学会で報告を行っている。

In the year 2022, in this study, we conducted a series of experiments on the ocean combination wave analysis. The boundary tracking sign is the solution of the Navier-Stokes equation for liquid 2-phase flow. In the center of the grid, the number of forces can be used to configure the configuration of the grid, the unknown number of the liquid interface, the setting of the interface, the interface of the interface, and the contact conditions for the dynamics of the interface. In the examination, it is easy to find out that there is a relationship between sex and sex, that it is easy to talk about it, that it is easy to do so, and that it is easy to do so in theory. The results of the test, the Kelvin-Helmholtz instability of the interface gravity wave, the dispersion of the wave theory and the demonstration of the wave theory strongly focus on the accuracy of the Miles instability mechanism, the time-space resolution and the accuracy of the time-space resolution of the wave theory. The connection conditions of mechanical mechanics are required to measure and compare the coarse space resolution and the dispersion of the distribution of water. Please make sure that you do not need to use this information to start the program, and then make sure that you have completed the program. In the middle of the ocean and in the ocean, the impact of turbulence in the air, the lower boundary conditions, the wave motion and the image calculation of the wave in the middle and the ocean are very clear, the lower boundary conditions, the wave motion and the wave number of the aircraft. set the configuration of the system, and customize the operation of the equipment. The interaction between the two sides of the ocean and the ocean. If there is no such thing as the operation of the ocean, the calculation of the operation of the ocean, the operation of the ship, and the operation of the bank, if necessary, please do so. The results were published, and the reports and reports of the domestic research assembly and society were reviewed at any time.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

界面追従座標に基づく気液結合境界層数値モデルの開発

基于界面跟踪坐标的气液耦合边界层数值模型的建立

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoya Naito;Gianluca Colo;Haozhao Liang;Xavier Roca-Maza;and Hiroyuki Sagawa;内藤智也;Tomoya Naito;辻直希;Tomoya Naito;Keita Mizukoshi;辻直希;Tomoya Naito;辻直希;Tomoya Naito;Naoki Tsuji;内藤智也;Alexandre Cauquoin;Alexandre Cauquoin;Alexandre Cauquoin;Estimating electrical resistivity and tortuosity of sandstone using digital rock physics;Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration;Yuya Nakamura for GRAINE Collaboration;藤原泰
通讯作者：
藤原泰

大気海洋結合境界層数値モデルの開発

大气-海洋耦合边界层数值模型的研制