2009 Fiscal Year Annual Research Report
水波と浮体の複雑な相互干渉問題を取り扱う高速計算法の開発
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20760561
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
末吉 誠 Kyushu University, 応用力学研究所, 助教 (80380533)
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| Keywords | 粒子法 / 境界要素法 / 船舶海洋工学 / 数値流体力学 / ハイブリッド法 |
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| Research Abstract |
本申請課題の目的は、波浪環境下での船舶・海洋構造物の挙動や各種荷重をシミュレーションする手法を確立し、その安全設計に貢献することにある。特に従来型の計算手法では大きな困難が伴う転覆や沈没に至るような荒天下の極限状態を数値シミュレーションできるようにすることで、工学的な設計情報の取得手段として役立てることを最終目標としている。具体的にはこういった問題を効率的かつ安定的に計算可能な並列化された高効率の粒子・境界要素ハイブリッド計算法の開発を目的として研究を行った。
本年度はそのために粒子法ソルバのさらなる計算速度の向上を目指すとともに、それと組み合わせる3次元境界要素法ソルバの開発を行う計画であった。粒子法ソルバの高効率化に関しては計算速度の向上とともに、3次元計算での計算安定性や汎用性の面で大きく改善が行われた。一方でそれと組み合わせる境界要素法ソルバに関しては、昨年度に実装を行った2次元版のプログラムにおける波の減衰問題を始めとした諸問題の解決に加え、粒子法との情報の相互交換アルゴリズムやその際に省略され失われる情報について十分な検討が完了しなかったため実際のプログラムの実装には至らなかった。特に波の減衰については粒子法プログラムの流場計算アルゴリズム自体の改善もかかわる問題のため、非圧縮性流体の計算におけるエネルギーの保存性などを十分に考慮して、慎重な取り扱いが必要であることが判明した。
また粒子法ソルバの改良の際に副次的に得られた成果ではあるが、壁面境界などの取り扱いに関する効率的な取り扱い手法を開発し、プログラムへの実装も含めて試計算によりその有効性の確認が行われた。
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