浮遊海洋構造物の要素部材まわりの剥離流れの数値解析法に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11305071
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 前田 久明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80013192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増田 光一 日本大学, 理工学部, 教授 (10120552) ; 林 昌奎 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70272515) ; 鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00196859) ; 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562) ; 池田 良穂 大阪府立大学, 工学部, 教授 (10117989)
• Keywords: 剥離流れ / CFD / モリソン法 / ライザー管

Research Abstract

浮遊海洋構造物の設計あるいは安全性確保の観点から海洋構造物の運動を精度よく推定することが重要である。その際運動方程式中の非線形流体力、とりわけ柱体まわりの剥離流れによる粘性流体力の推定に多くの問題をかかえている。模型実験では尺度影響に、実機実験では経済性に問題をかかえている。そこで数値解析法に大きな期待がかけられている。
剥離流れの数値計算では verification と同時に validation が重要である。海洋構造物の要素部材に作用する流体力でこの剥離流れが最も重要となるのが弾性挙動をするライザー管に作用する流体力である。本課題の数値計算法の最終目標は、弾性ライザー管の挙動の合理的推定法の開発にある。
そこで初年度より、円柱まわりの剥離流れの数値解析法の開発と、 validationのための弾性ライザー管の波、潮流中の挙動解析実験を行った。
平成11年度の研究内容は次の通りである。
(1) 円柱まわりの剥離流れの数値解析法として、層流中のN-S方程式を有限差分法の陽解法により解く計算コードと、修正モリソン法により in-lineとtransverseの流体力を同時に求める計算コードを開発した。
(2) 弾性ライザー管の挙動解析実験を行った。
(3) ライザー管をとりつけるFSOならびにtandem shuttle tankerの潮流中振れまわれ実験を行った。

Research Products

• [Publications] 前田久明、居駒知樹、増田光一、林昌奎、浅沼貴之、安宅浩一: "ポンツーン超大型浮体の不規則波中弾性挙動及び長周期動揺推定に関する研究"日本造船学会論文集. 186. 201-208 (1999)
• [Publications] 前田久明、居駒知樹、増田光一、鈴木文博、藤田尚毅、緒方重人: "超大型浮体の2方向不規則波中弾性応答実験について"日本造船学会論文集. 186. 209-214 (1999)
• [Publications] 別所正利、前田久明、増田光一、高村浩彰: "超大型浮体式海洋構造物の海震に伴う応答解析手法に関する研究"日本造船学会論文集. 186. 215-222 (1999)
• [Publications] 鈴木英之、田中進: "大水深ライザーのアンチリコイル制御に関する研究"日本造船学会論文集. 186. 393-400 (1999)
• [Publications] 池田良穂、奥村英晃、新名二郎、片山徹: "斜航する滑走艇の艇体に働く流体力の計測"関西造船協会誌. 231. 57-64 (1999)
• [Publications] 中村昌彦、百留忠洋、小寺山亘、梶原宏之、望月政徳: "首振り型スラスターによる浮体式海洋構造物の位置制御"海洋工学シンポジウム. 15. 81-88 (2000)