2021 Fiscal Year Annual Research Report
実海域での自由水の複雑挙動と流体・船体構造の非線形強連成シミュレーション手法開発
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19K04869
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
大橋 訓英 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10462871)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 重合格子 / モード法 / 構造応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重合格子手法に基づき複数タンクと主船体を取り扱い、さらにモード法による構造応答までの全てを連成させた、自由水の挙動から主船体の運動及び船体の構造変形と全体荷重及びスロッシング等による局所荷重を全て同時に推定できる手法を構築した。主船体の運動と構造応答はタンクを含めて格子変形と移動格子法により保存則を満たした手法で考慮した。タンク内の自由水による荷重は主船体の運動方程式に流体力として考慮し、加えてモード法において波浪荷重と自由水による荷重を与えた。各時刻の流場の収束計算のサブイタレーションの際に、自由水の運動と主船体の運動、モード法による構造応答を同時にカップリングする手法を採用した。自由水の複雑挙動、主船体の運動、粘性流場、構造応答の相互干渉を解析し、干渉の要素抽出によりタンク内の自由水・主船体の運動と粘性流場から構造応答までに至る複雑挙動のメカニズム解明に取り組んだ。自由水の変動と主船体の運動の位相差により船体運動が変化するとともに、自由水の荷重と波浪荷重が船体運動とともに構造応答に与える影響を明らかにした。また、模型スケールと実船を想定したスケールでの計算と比較により、スケール影響についても確認した。多数の格子の組み合わせ、また、計算パラメータによる計算時間が増大することについては、重合格子により必要な領域に計算格子を効率的に集中して配置し、さらに重合格子に対応する領域分割に基づく分散メモリ型と共有メモリ型のハイブリッド並列計算手法を適用することで回避した。
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