渦法による波浪と浮体の干渉計算法に関する研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22560797
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 今井 康貴 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90284231)
• 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) ; 豊田 和隆 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (10274507)
• Keywords: 渦法 / 自由表面 / フィン / 海洋構造物 / 浮体 / 動揺低減

Research Abstract

(1)波浪中にある翼型フィン付き浮体の動揺実験
波浪中にある翼型フィン付き浮体の動揺実験を行った。実験は、固定フィン、可動フィンに対して行い、フィンの取り付け位置を変化させ、数値計算の検証用データを取得した。また浮体及びフィンの運動、浮体周囲の流場計測を行った。浮体の運動はビデオカメラによる非接触画像解析で計測した。一方、浮体周囲流場の可視化は、流体に入れた微小粒子をレーザーシートで発光させ、高速度カメラで撮影した粒子画像から流体運動および速度を算出するPIV (Particle Image Velocimetry)法で実施した。
(2)翼型フィンの最適位置と最適配置に関する計算
上で実施したフィン付き浮体動揺実験に対応する計算を、昨年度開発した計算プログラムで行い、計算結果を実験結果と比較することにより、粘性流場の渦の生成・拡散計算部分を中心に、計算法の見直しを行った。実験結果と比較の結果、実験で得られた流体力および流場と比較的合致する計算パラメタを決定した。改良された2次元計算プログラムを用いて、フィンの断面形状、浮体に対するフィンの配置を変化させた時の、浮体の運動、浮体に働く波漂流力を計算し、浮体の動揺と浮体に働く波漂流力を同時に低減させるフィンの断面形状、フィンの最適配置を提案した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね計画通りに進展しているため。

Strategy for Future Research Activity

平成24年度はプログラムを3次元に拡張する。3次元渦法を用いて、波浪中にある翼型フィン付き浮体の3次元運動、浮体に働く波漂流力、流体の流速、渦の生成、拡散の時間変化を求める計算法を開発する。3次元境界要素法による、水面の非線形性を考慮した3次元波浪場時系列計算法を開発する。