非線形極大波、モデリング、影響と予測

本研究では，三つの実験水槽を利用した。一つは、東京大学船型試験水槽（70m長4m幅水深4.5m）である。本郷キャンパスにあり、任意時系列による直進波の造波が可能である．初年度に造波機能の確認を行った。二つ目の水槽は、東京大学生産技術研究所海洋工学水槽（50m長10m幅5m水深）である。この水槽は、多方向造波が可能である。平成28年5月に，直進波及び方向性を考慮した実験を行った．また，柏キャンパスにある小水槽（7m長，1m幅，0.7m水深）にて，波群の形成に関する実験を行った．同時に、生研海洋工学水槽を模擬した二次元数値水槽（Numerical Wave Tank 2D以降NWT2D）を使った研究を行った．水槽の解像度が波浪の再現性に大きく影響することが判った．その数値水槽を用いて，高次のブリーザー解の再現を行った。また、非線形シュレーディンガー方程式、拡張シュレーディンガー方程式（Dysthe方程式）の数値解を求めた。以上、３つの水槽の実験、数値水槽、二つの非線形方程式の解を比較した。水槽実験では、様々なブリーザー波を再現し，造波機能を確認した．特に初期位相に着目した．振幅の変調が正しく表現されていても，初期の位相の微小な違いにより，理論解とは異なるブリーザーが発生することが判っている．そのため，位相を変えた実験を行い、スペクトル及び時系列発達の特徴を捉えた。そして、選ばれた実験ケースについては、数値水槽による数値実験を行い、実験で得られた結果の時系列及びスペクトルとの比較を行った。計測された時系列から，逆に造波時の波形を造波することを試みた．これは，非線形シュレーディンガー方程式（以下NLS）の特性と利用して，時間軸を逆にすることに相当する．しかしながら，現実的には，前述した位相の問題，背景にあるノイズの問題が有る．そこで，初期位相の問題とさらに，微小擾乱を加えた造波実験を行った．

本研究では，三つの実験水槽を利用した。一つは、東京大学船型試験水槽（70m長4m幅水深4.5m）である。本郷キャンパスにあり、任意時系列による直進波の造波が可能である．初年度に造波機能の確認を行った。二つ目の水槽は、東京大学生産技術研究所海洋工学水槽（50m長10m幅5m水深）である。この水槽は、多方向造波が可能である。平成28年5月に，直進波及び方向性を考慮した実験を行った．また，柏キャンパスにある小水槽（7m長，1m幅，0.7m水深）にて，波群の形成に関する実験を行った．同時に、生研海洋工学水槽を模擬した二次元数値水槽（Numerical Wave Tank 2D以降NWT2D）を使った研究を行った．水槽の解像度が波浪の再現性に大きく影響することが判った．その数値水槽を用いて，高次のブリーザー解の再現を行った。また、非線形シュレーディンガー方程式、拡張シュレーディンガー方程式（Dysthe方程式）の数値解を求めた。以上、３つの水槽の実験、数値水槽、二つの非線形方程式の解を比較した。水槽実験では、様々なブリーザー波を再現し，造波機能を確認した．特に初期位相に着目した．振幅の変調が正しく表現されていても，初期の位相の微小な違いにより，理論解とは異なるブリーザーが発生することが判っている．そのため，位相を変えた実験を行い、スペクトル及び時系列発達の特徴を捉えた。そして、選ばれた実験ケースについては、数値水槽による数値実験を行い、実験で得られた結果の時系列及びスペクトルとの比較を行った。計測された時系列から，逆に造波時の波形を造波することを試みた．これは，非線形シュレーディンガー方程式（以下NLS）の特性と利用して，時間軸を逆にすることに相当する．しかしながら，現実的には，前述した位相の問題，背景にあるノイズの問題が有る．そこで，初期位相の問題とさらに，微小擾乱を加えた造波実験を行った．