2010 Fiscal Year Annual Research Report
長周期動揺を生じないニューマティック係船装置の考案と流体力学的問題点の解明
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22560516
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉田 明徳 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (30117288)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山城 賢 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70336014)
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| Keywords | 長周期動揺 / 係留船舶 / ニューマティックケーソン / 長周期波 |
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| Research Abstract |
本研究は,大型船舶の船体形状は底面がフラットな形状であることと,長周期波による波強制力自体の大きさは極めて小さいことに着目し,船体をケーソン上に定置させるという,全く新しい方法「ニューマティックケーソン係船装置」の実現に必要な流体力学的検討課題の解明を目的とするもので,当該年度の研究の成果は以下のようである.
港湾内の波浪場の算定にはブシネスクモデルを用いるため,まず港湾内の波浪場の再現性について数値計算と港湾内外で得られた水面振動の観測値を比較することによってモデルの再現性を明かにした.ついで,船体に作用する流体力を把握するための理論式の展開をおこなった.この際,広域の非線形波浪場を対象とするブシネスクモデルによる計算と,船体に作用する流体力の計算とでは,対象とする空間スケールが大きく異なることから次の仮定を用いた.(a)波浪場の計算では船体とケーソンは考慮しない.(b)船舶を囲む閉領域にグリーンの定理を適用して速度ポテンシャルに関する積分方程式を得る.(c)ブシネスクモデルから得られる水位変動の時系列をフーリエ分解して,周波数成分ごとに閉領域の境界値として用いることで浮体境界上のポテンシャル値(浮体への入射波ポテンシャル)を算定する.(d)このポテンシャル値を入力として,浮体のDiffractionポテンシャルをポテンシャル接続法の選点解法を用いて数値的に解く.(e)得られたDiffractionポテンシャルの逆変換と入射波ポテンシャルから船体に作用する波力の時系列を算定する.以上の仮定の下で定式化した理論式を計算する数値計算プログラムを開発した.この手法によって、従来近似的にしか算定できていない港湾内の船体に作用する波強制力を精度よく算定することが可能となった.
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