| 研究課題/領域番号 |
21K04496
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
平林 紳一郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90463877)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 浮体式プラットフォーム / 渦励起運動 / 複数カラム / 低アスペクト比 / 機械学習 / 共振 / ピッチング / 上下運動 / カラム配置 / 数値流体力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、流れの中でのカラム同士の渦干渉がもたらす流体力について、カラムの位置関係を表すパラメータに応じてデータベース化することで、複数の円柱や角柱を任意の場所に配置した浮体において渦励起運動を簡易的に予測するモデルを開発する。本モデルにより浮体の設計段階において水槽実験や数値流体シミュレーションを実施することなく渦励起運動を予測できるようになり、低動揺かつ高寿命な浮体の設計が促進されることが期待される。
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| 研究成果の概要 |
流れの中でのセミサブ型浮体のカラム同士の渦干渉がもたらす流体力について、模型実験による流体力データベースを構築することでその傾向を明らかにし、数理モデルによる推定の可能性と限界を示した。機械学習により2円筒のデータベースから4円筒の各流体力を精度よく推定し、当初の目的であった任意の数、場所に配置した流体力を推定することを部分的にではあるが達成できたと言える。渦励起運動に関する新たな知見としては、浮体没水部に水平に伸びた筒状部材が存在する場合、これまで着目されてこなかったheave, pitch, rollなどの上下方向の渦励起運動が励起される可能性があることを模型実験により初めて示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
浮体式洋上風車の浮体部として今後活用が見込まれるセミサブ型は没水部が複数の細長い部材で構成され、流れの中で各部材から放出される渦、あるいはそれらの干渉により複雑な浮体運動を生じる。本研究の成果により、この渦干渉の影響は数理モデルや機械学習を用いて簡易的に予測できることが示され、今後データベースを充実させることにより、将来的には浮体設計に生かせるレベルの実用的なモデル開発に繋がる知見を得た。本研究で新たな知見として得られた縦方向の渦励起運動についても、同様に簡易モデルで扱うことができると考えられる。
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