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次世代海洋波浪予測モデルの基礎的仮定に対する数値的検討

下一代海浪预测模型基本假设的数值研究

基本信息

批准号：
08640544
负责人：
田中光宏
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

現在各国で次世代の海洋波浪予測モデルの構築が精力的に進められているが、それらのすべての理論的根拠となっているのがHasselmannにより解析的に導出された、異なる振動数成分波間の非線形エネルギー輸送に対するモデルである。本研究の目的は、水面波動運動を支配する基礎方程式に基づいた数値シミュレーションによって、このHasselmannモデルに含まれるさまざまな仮定の正当性を検証する事であった。上記目的を達成する上で最も重要なステップは、ある一つの波動場(波形及び表面における速度ポテンシャル)が与えられた時、その波動場の瞬間的な時間変化率を、水面波動の基礎方程式に則って正確に計算する数値コードを開発することであった。さまざまな考案の末、我々はその優れたパフォーマンスからWestらによって開発された「高次スペクトル法」に基づき、このような数値コードの構築に成功した。このコードは波動場を構成する各Fourier成分の時間変化率を、厳密な値との誤差10^<-17>以下という極めて高精度で求めることができる。Hasselmann理論によると一様波動場の非線形エネルギー輸送は、低次項がキャンセルするために振幅の6乗程度という非常に微少な量となるが、我々のコードはそれを検出するに十分な精度を有するものと確信している。上記数値コードの開発に時間を費やし、Hasselmann理論との比較検討に足るような結果を得るまでには残念ながら未だ至っていない。しかしながら現在までに得られている小規模な試験計算の結果からは、波動場のエネルギーレベルに応じてHasselmannモデルからの定性的なずれが存在するらしき可能性も見うけられ、今後のより本格的な計算の結果に大いに期待している次第である。

At present, in the next generation of ocean wave prediction, the construction of energy, the theoretical basis, the Hasselmann analysis, the derivation, the non-linear transmission of vibration number components between waves, and the transmission of energy. The purpose of this study is to demonstrate the validity of the fundamental equations governing the fluctuation of water surface. To achieve the above objectives, the most important factor is the ratio field (waveform and surface velocity), the instantaneous time variation rate of the ratio field, and the basic equation of the water surface ratio. At the end of the investigation, we have successfully developed the "high-level selection method" for the construction of the high-level selection method. The time variation rate of each Fourier component is calculated with a precision of less than 10^<-17>. Hasselmann's theory is based on the non-linear transmission of the amplitude of the low-order term and the accuracy of the low-order term. The result of the comparative study of Hasselmann's theory and the development time of the upper value is obtained. The results of small-scale trial calculations are expected to be higher in the future than in the future.