2003 Fiscal Year Annual Research Report
システムに対する数値的線形安定性解析法の構築とパイプライン水撃解析の誤差評価
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14360140
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
島田 正志 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (10272436)
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| Keywords | 水撃解析 / 特性直線法 / 時間補間 / 安定性解析 / 離散化誤差 |
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| Research Abstract |
既存の手法である無限領域での線形安定性解析を有限領域で境界条件を組み入れ可能な安定性解析へと拡張、さらに、複雑なシステムの安定性解析の一般的な方法論を確立するために、定常波(同一振幅、同一周波数で進行方向が逆である2つの単色波の干渉で形成される波動で減衰を考慮しない)、自由振動(粘性効果により減衰)に着目し、振動論の体系を踏まえながら、単純なシステム・条件から複雑なシステム・条件へと理論的展開を図る。研究展開にあたり、誤差に与える影響を、(1)補間誤差、(2)摩擦抵抗の離散化誤差、(3)補間誤差と摩擦抵抗の離散化誤差の両者、の3つのカテゴリに分けて、順次、誤差理論の導出と数値解による検証を行い、実用的な手法を提案する。今年度は、補間を用いない場合、線形安定性解析を粘性流れ・システム解析に拡張して、摩擦抵抗の離散化誤差の評価法を開発した。物理粘性・数値粘性の効果により、位相誤差の性質が周波数に強く依存して変化するが、臨界的振動近傍を除けば、誤差の理論的予測値は実際の数値計算から評価した誤差と良く一致することが明らかとなった。なお、計算は、時間補間・特性直線法を対象とした。
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[Publications] M.Shimada, R.Kurisu: "Steady flow calculations using transient analysis combined with network analysis"Proceeding of FEDSM'03, 4TH ASME-JSME Joint Fluids Engineering Conference, Hawai (USA). FEDSM2003-45248. (2003)
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[Publications] M.Shimada, A.Vardy, J.Brown: "Numerical accuracy -mannual vs automatic assessment"Proceeding of 9TH International Conference on Pressure Surges British Hydromechanic Research Group, Chester (UK). (2004)
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[Publications] M.Shimada, D.Leslie, A.Vardy: "Exact Evaluation of Time-line Interpolation Errors"Journal of Hydraulic Engineering, ASCE (Tentative Publication). (2004)
