フライトデータを用いた晴天乱気流の再現と流れ場のデータマイニング

摘要

本研究の目的は，航空機搭載型ライダ計測値を利用して晴天乱気流を検知することのできる簡易乱気流予測アルゴリズムの開発である．ライダの計測値として，現在開発中のライダでは飛行方向約5km先までの風速が得られる．単純に計測値から速度変動の急激なところで気流が乱れていることが想像されるが，乱気流警報としては乱気流程度および回避すべき方向に関する情報が求められる．ライダ計測値が速度ベクトルそのものではなく，レーザ出力方向成分であるという点も問題である．本研究では2段階のアプローチで簡易乱気流予測アルゴリズムの開発を行っている．すなわち，(1)乱気流遭遇時のフライトデータを同化した数値シミュレーションによる乱気流の再現とその検証[4-6]．(2)ライダ計測値の利用を前提とした流れ場のデータマイニングによる簡易乱気流予測アルゴリズム開発((1)で得られた乱気流遭遇時の流れ場を利用)である．本論文では上記(1)に関して，飛行距離と高度方向で2次元化したフライトデータに気象数値予報の分野で用いられている計測データ同化法である4次元変分法を適用して乱気流遭遇時の流れ場の2次元Large Eddy Simulation(LES)解析を行った結果を述べる[6]．さらに上記(2)への初期的な検討として，(1)で得られた流れ場に対してスペクトル解析を行い，K-H不安定による卓越した周波数が得られるかを解析した結果を述べる．乱気流への対策として，フライトデータのスペクトル解析を行った研究はいくつかあり[7,8]，本研究でも速度場のスペクトルに注目した．