2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K15218
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
飯田 隆人 大阪大学, 工学研究科, 助教 (50837573)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 粒子法 / 氷海工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では流体－氷－船舶の連成解析手法を開発し、船舶に働く力を正確に推定することで今後起こりうる事故を未然に防ぐことを目的とする。そのために本研究では特に粒子法に着目し、開発を行っている。
2020年度は、2019年度で開発した粒子法の計算プログラムを用いて、くさび型浮体の二次元スラミング問題を対象に、くさび型浮体の近傍に浮氷を配置することにおける影響を検証した。まずくさび型浮体単体の場合の数値計算の検証のために、線形ポテンシャル理論に基づく解析的な解であるワグナー理論や、これまでの実験等を用いて比較を行った。その結果、現在の手法では時間刻み幅の収束性に乏しく、妥当な解を得るためには数値パラメータのチューニングが避けされないことが判明した。そこで解析解とパラメータスタディの比較により、個々の条件でチューニングせずとも妥当な解を得られるような数値計算条件を求めた。その条件を用いて、浮氷が存在する場合のスラミングの数値計算を行った。浮氷の存在により浮体に働く鉛直力が増加することを確認することができたが、Chenら（2019）で報告させるほどの荷重の増大はみられなかった。Baoら（2019）によってもChenらのような荷重の増大はみられないことが指摘されており、この現象をより詳細に検証していく必要性があることがわかった。
一方で、スラミング時の自由表面波高を評価、また予測するために、波浪の短期予測手法の確立も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
粒子法の開発の進捗としては、おおむね計画通りに進んでいるが、時間刻み幅に対する収束性に乏しいことが重大な欠点であり、現象の解明のために用いるには十分ではない。また、浮氷付近でのスラミング現象は世界的にもいまだほとんど行われておらず、報告されているのは数値計算のみである。本研究では数値計算と並行して実験も予定しており、模型自体は作製したが、コロナを勘案して実験室での実験はまだ行えていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は①粒子法の時間刻み幅に対する収束性を向上させること、②実験を行い、浮氷付近のスラミングをより詳細に検討することを目標に行う予定である。またこの現象を解明するために、粒子法のみならず多角的なアプローチを用いていきたい。
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