1998 Fiscal Year Annual Research Report
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09450378
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
大屋 裕二 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00150524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562)
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| Keywords | 海洋構造物 / 風環境 / CFD / 格子生成 / 大気境界層 / 対称境界層 / 安定境界層 / 風洞実験 |
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| Research Abstract |
本研究の目的はわが国の多様性に富む海岸地形とその周辺海域における風況場を予測し,その海域に建設される大規模海上施設の周辺風環境を精度良く予測評価することである.このため,本年度の目的を次のように設定した.数値シミュレーションにおいて(1)計算方程式系の中で最も計算の負荷がかかる楕円型のPoisson方程式を効率的に解く方法を検討する. (2)温度成層流を精度良く計算し.一日サイクルの大気境界層に現れる日中の対流境界層および夜の安定境界層を数値計算で再現する.また風洞実験において,(3)温度成層風洞を用いて対流境界層および安定境界層を再現する手法を確立する.
これらに対し,以下のことが達成できた.数値シミュレーションにおいては,(1)計算方程式系で現れる圧力に関するPoisson方程式はベクトル化したSOR法を用いた.計算に用いる格子系とそれに最も適した変数配置,および適切な流出条件を用い,総合的に計算の適合性を高めるとSOR法でも少ない反復で計算を進めることができることを見出した. (2)レイノルズ数は低いが,直接数値計算(DNS)で大気における日中の対流境界層,夜の安定境界層を計算し,野外観測で得られている鉛直分布を適切に再現することができた, (3)風洞実験においては,温度成層風洞の性能を活かし,広範囲の安定度を有する安定境界層,および上空に強い逆転層を有する対流境界層を風洞実験として初めて再現することに成功した.特に安定境界層では安定度が非常に高い場合,境界層流れには乱れと波が混在すること,また対流境界層では上空逆転層において,ブルームの貫入,上空空気の連行が数値計算,風洞実験ともに明確に再現された.
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[Publications] 内田孝紀,大屋裕二: "一般曲線座標系・コロケート格子を用いた複雑地形上の安定成層流に関する風況予測" 第15回風工学シンポジウム論文集. 15. 131-136 (1998)
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[Publications] 内田孝紀,大屋裕二: "差分法における幾つかの知見" 九州大学応用力学研究所所報. 84. 29-43 (1998)
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[Publications] 大屋裕二,林 健一,三枝 卓,馬奈木謙次: "上空に強い逆転層を伴う対流境界層の風洞実験" 日本風工学会誌. 75. 25-30 (1998)
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[Publications] 百留 忠洋,中村 昌彦,梶原 宏之,小寺山 亘: "係留された浮体式海洋構造物のスラスターによる長周期動揺制御" 第14回海洋工学シンポジウム. 14. 263-270 (1998)
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[Publications] T.Hyakudomme,M.Nakamura,H.Kajiwara,W.Koterayama: "Hoo Control of Slow Drift Oscillation of Moored Floating Plarform with Thrusters" Proc.of the 8th Int.Offshore and Polar Engineering Conference. 8. 338-345 (1998)
