浅水流場を対象とした三次元数値モデルの近似手法に関する検討

σ座標系と静水圧近似に着目して

抄録

流動モデルに含まれる鉛直座標系としてのσ座標系と鉛直方向運動に対する静水圧近似, という二つの近似手法の適用性や計算精度について検討した.σ座標系において問題となる水平圧力勾配項と水平拡散項の計算誤差を抑制する手法として, 座標変換前のデカルト座標系においてこれらの項を評価する方法 (修正SvK法) やそれを高精度化した手法 (本手法) を取り上げ, これらの手法の計算精度を調べた.静水圧・非静水圧モデルの適用性を調べるために密度フロント計算を行った結果, 非静水圧モデルは水平格子解像度が粗くなると計算精度は低下し, 静水圧モデルの結果と概ね一致する.その要因は運動圧の計算精度が水平格子解像度依存性を持つためである.