| 研究課題/領域番号 |
05402054
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
船舶工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
宮田 秀明 東京大学, 工学部, 教授 (70111474)
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| 研究分担者 |
山口 一 東京大学, 工学部, 助教授 (20166622)
加藤 洋治 東京大学, 工学部, 教授 (00010695)
梶谷 尚 熊本工業大学, 工学部, 教授 (80010693)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 差分法 / 有限体積法 / 自由表面 / 粘性流 / 砕波 / 船舶 / 海洋構造物 |
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| 研究概要 |
船舶工学海洋工学の分野では、移動境界としての自由表面と物体表面が共存している場合が一般的である。両境界の存在が流体運動を生起し、流体力を発生させる。このような問題における流体現象の解明とその工学的応用は、最も重要度の高い課題の一つである。現象の非線形性、三次元性、複雑さから、計算流体力学は、この問題を解決する有力な手段である。しかし、現象の多様性から、統一的な単一技術で対応するには限界がある。例えば、三次元砕波に適用可能な技術は、粘性応力による微細な現象の解像にはふさわしくない。当面ある程度バリエーションを持った計算力学技術を開発する必要がある。
本研究では、直交格子系を用いて、物体境界における誤差をある程度許容しながら、自由表面条件に密度関数法を導入し、三次元砕波のシミュレーションを可能にする方法と、適合格子系を用い、自由表面と物体表面の両方における微細現象もすべて解像する方法との二つの手法を開発し、更に最終年度には、両者の複合手法も開発した。
これらの方法の有効性は、船首まわりの三次元砕波を含む自由表面衝撃波の数値的説明、船尾波の非線形特性の解明、海洋構造物まわりにおける波の非線形diffraction問題などの自由表面運動と粘性流現象を多く応用することによって確かめることができた。
全体を総括すると、船舶工学と海洋工学における、非線形な波動と乱流の共存する多くの問題に対する、大変有効な計算流体力技術の開発を行うことができた。
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