浮遊海洋構造物の要素部材まわりの剥離流れの数値解析法に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11305071
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 前田 久明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80013192)
• 研究分担者: 増田 光一 日本大学, 理工学部, 教授 (10120552) ; 林 昌奎 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70272515) ; 鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00196859) ; 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562) ; 大塚 耕司 大坂府立大学, 工学部, 助教授 (90213769)
• キーワード: 剥離流れ / CFD / モリソン法 / ライザー管

研究概要

浮遊海洋構造物の設計あるいは安全性確保の観点から海洋構造物の運動を精度よく推定することが重要である。その際運動方程式中の非線形流体力、とりわけ柱体まわりの剥離流れによる粘性流体力の推定に多くの問題をかかえている。模型実験では尺度影響に、実機実験では経済性に問題をかかえている。そこで数値解析法に大きな期待がかけられている。
剥離流れの数値計算ではverificationと同時にvalidationが重要である。海洋構造物の要素部材に作用する流体力でこの剥離流れが最も重要となるのが弾性挙動をするライザー管に作用する流体力である。本課題の数値計算法の最終目標は、弾性ライザー管の挙動の合理的推定法の開発にある。
本年度は実機に対応するライザー管をとりあげ、波浪中ならびに強制動揺した場合のライザー管の挙動を調べる実験を行った。縮尺を1/50とし、幾何学的ならびに強度上の相似則を満足するようにし、特に初期張力が及ぼすVIV(Vortex Induced Vibration)への影響に重点をおいた研究を行った。計測は3次元光学式運動計測装置を用いた。同装置の精度チェックのための検定法も開発した。
さらに同実験に対応するモリソン公式を拡張した理論解析プログラムを開発し、実験によるvalidationによりその実用性を確認した。

研究成果

• [文献書誌] 有田守,前田久明,増田光一,林昌奎,居駒知樹: "超大型浮体式構造物を利用した複合型海洋エネルギー基地に関する基礎的研究"日本造船学会論文集. 188. 271-278 (2000)
• [文献書誌] 前田久明,大西泰史,林昌奎,居駒知樹,鷲尾幸久,大澤弘敬,有田: "振動水柱による弾性浮体の応答低減効果に関する研究"日本造船学会論文集. 188. 279-285 (2000)
• [文献書誌] 増田光一,佐野堅一,前田久明,林昌奎,居駒知樹: "防波堤に囲まれた超大型浮体の弾性挙動特性に関する研究"日本造船学会論文集. 188. 311-316 (2000)
• [文献書誌] 鈴木英之,渡辺啓介: "大水深ライザーの3次元傾斜角制御法の開発及び実験による検証"日本造船学会論文集. 188. 335-342 (2000)
• [文献書誌] 大塚耕司,板東晃功,松本吉倫,池田良穂: "海洋深層水取水管の挙動に及ぼす管内流の影響"関西造船協会誌. 234. 287-292 (2000)
• [文献書誌] 小寺山亘,中村昌彦,池渕哲朗,高津尚之,日下部正志: "大気海洋環境総合観測ブイの運動・係留と波浪発電性能"日本造船学会論文集. 188. 257-269 (2000)