2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fluid and Structure analysis of offshore wind power plant and floating structure using particle and vortex method
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15K06621
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
萩原 世也 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80198647)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 修一 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30404205)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 粒子法 / 海洋浮体構造物 / 弾塑性解析 / 流体構造連成解析 / 渦法 / 安全性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
洋上風力発電設備を始めとする海洋浮体構造物は，可動性や安定性などの浮体挙動の把握が必要であり，さらに強風や台風等による，非日常的な波浪等による構造物の安全性を確保する必要がある．これらをシミュレーションにより予め把握することは，これらの構造物を設計・設置するうえで非常に重要である．
津波などによる沿岸地域の防災を目的とした分野での流れの解析手法として粒子法を用いた解析が多く行われている．このとき，流体中の構造物は流体からの力を受けており，このような解析を行う，流体―構造連成解析も粒子法で行われている．構造物が流体から力を受ける場合は，非常に大きな力を受ける事が想定され，そのような場合には，構造の解析においては，材料の弾塑性の性質を考慮して解析を行わなければならない．
平成27年度において，DpマトリックスおよびMarcalの方法により弾塑性解析の検証を行った．構造物に生じる応力分布と塑性域の分布の解析を行った．その後さらに，多直線近似よる応力ーひずみ関係へ拡張し，プログラムへの実装を行った．
平成28年度において，粒子法の流体解析においては，SPHYSICSをδ-SPH法に拡張することにより，流体解析の圧力の安定性を増した．これによる流体解析の検証を行い，2次元ダムプレイク解析その他により，流体解析を行い，安定性の検証を行った．また，渦法計算においては，非線形波浪中に係留された没水部に角部を有する矩形および三角浮体の2次元動揺問題にCore-Spreading法に基づく渦法計算を適用した．その結果，実験結果と近い結果得られた．
平成29年度においては，係留浮体構造物を想定して，挙動の解析をδ-SPH法で行い，人工粘性による安定性の評価を行った．さらにSPHの構造解析に流体力相当の入力を行うため，コードの整備を行った．共同研究者は，連節浮体構造物の挙動の評価も行った．
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