水深の浅い場合の海洋構造物に働く非線形波力の理論計算と模型試験による検証

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450406
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木下 健 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70107366)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐野 偉光 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90238220)
• Keywords: 非線形波力 / リンギング / 係留浮体

Research Abstract

今後考えられる超大型や超薄型柔軟そして超大水深の場合には、非線形応答が重要である。非線形波力の扱いとしては、純数値的に非線形項を取り込む方法の他、微小量を仮定する摂動法による方法があるが、申請者らは摂動法を取り上げ、和・差周和数成分波力である2次波力、さらに、リンギング現象との関連で注目されている3次波力の問題とともに、流れと海洋波との干渉を取り入れた潮流中の波力、それを用いた波漂流減衰力を今まで扱ってきた。
これまでの研究で明らかになったこととして、上記の問題では3次波力以外については、準解析解が得られるが、3次波力又はそれ以上の高次波力の計算では十分水深が深い場合を除いて、半無限積分にセキュラー項が表れ求解出来ない事が明らかになった。すなわち十分水深が深い場合はMolinの示した数値フィルターにより、収束解が得られるものの、水深が浅くなると現実的には収束解が得られない。また実験値との比較も、まだ実施されておらず実用性も実証されていない。そこで本研究では3次波力の理論計算を浅水深でも適用出来る解析法を開発する。
本年度は、鉛直円柱に働く浅水深での3次の非線形波力を摂動法により定式化し、プログラムを開発し、セキュラー項の性質を調べた。マルティプルスケール法やその他の方法により、セキュラー項の除去を試みているが、遠場に漸近解を利用する方法が収束解を得ることに有効であることが分かった。

Research Products

• [Publications] Takeshi Kinoshita and Weiguang Bao (Ikou Sano): "Third-order wave diffraction by a truncated circular cylinder"Proceedings of International Mechanical Engineers. 214 C. 789-800 (2000)
• [Publications] Weiguang Bao (Ikou Sano) and Takeshi Kinoshita: "Wave-drift damping in slow surge-sway-yaw coupling motions of a cylinder array"Journal of Marine Science and Technology. (printing).