大振幅波浪中での船舶の強非線形挙動に関する数値計算法の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450403
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 柏木 正 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00161026)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 健 大阪大学, 工学部, 助教授 (90183433) ; 岩下 英嗣 広島大学, 工学部, 助教授 (60223393) ; 経塚 雄策 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (80177948)
• Keywords: 非線形問題 / 船体運動 / 大振幅波浪 / 数値流体力学 / 砕波 / 波浪衝撃 / 時間領域

Research Abstract

今年度に行った研究をまとめると下記のとおりである。
1)昨年度開発した,CIP(Cubic Interpolated Pseudo-Particle Propagation)法の妥当性を確認するために,ピストン型造波機による造波シミュレーションを行った。波岨度(波高/波長比)が大きくなって波崩れを起こすような場合でも計算が可能であることを確認した。次に,波浪衝撃研究への準備として,波浪中での固定物体に大振幅波浪があたる場合の計算を行った。越波して物体上面に波が達した後,水の挙動が不自然であり,物体の角の計算の取扱い方に問題のあることがわかった。
2)波浪中船体運動の非線形計算法として,入射波による強制力(フルード・クリロフ力)と船体没水部形状の変化による非線形復原力のみを正しく計算し,残りの動的流体力は線形として加え合わせる近似非線形計算法を,昨年に引き続き検討した。細長船理論をべースとした流体力に関するメモリー影響関数の計算に問題のあることがわかったが,これは因果律が正しく満たされていないことに原因があるので,その修正方法について検討し,満足できる結果が得られるようになった。
3)時間領域3次元グリーン関数法を用いたBody Nonlinearの仮定による計算法の開発を昨年に引き続き行った。数値的安定性,計算時間の短縮など,実用化までにはまだ解決すべき問題点が多く残されているが,その解決に向け研究を遂行している。

Research Products

• [Publications] 柏木 正: "船舶海洋流体力学の数値的解法の現状と課題"日本流体力学会年会2001講演会. 291-292 (2001)
• [Publications] M.Kashiwagi: "A New Flow Model of a Shallow-Draft Ship Oscillating in Waves at Forward Speed"Proc.of 22nd Intl.Conference on Hydrodynamics and Aerodynamics in Marine Engineering. 185-194 (2001)
• [Publications] 柏木 正: "浮体運動学の数理"日本応用数理学会「応用数理」. Vol.11, No.3. 2-12 (2001)
• [Publications] M.Kashiwagi (Editor): "Hydrodynamics in Ship and Ocean Engineering"Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University. 421 (2001)