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

2001 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: 林 昌奎 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70272515)
• 研究分担者: 増田 光一 日本大学, 理工学部, 教授 (10120552) ; 鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00196859) ; 木下 健 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70107366) ; 居駒 知樹 日本大学, 理工学部, 助教授 (50302625)
• キーワード: 剥離流れ / CFD / 改良モリソン法 / ライザー管 / 大水深

研究概要

浮体海洋構造物の設計、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。
本研究では、長大な大水深ライザーを研究対象とし、外部粘性流体による剥離流れに起因する渦励振に関してCFDを用いた粘性流体力の推定手法及び実用的な渦起振力モデルを用いたライザー応答シミュレーション手法を開発した。さらに、これらの解析手法を検証するために、実機寸法を用いたライザー部分モデルによる非線形流体力の直接計測を行うと共に、動力学的に相似な模型を開発し、加振実験を行い、応答シミュレーション手法の検証を行った。
本研究で得られた主な成果は以下のようである。
1)CFDを用いた粘性流体力の推定手法の開発
2)渦励振による起振力モデルを取り入れた応答シミュレーション法の開発。
3)水槽実験により解析手法の検証法の確立

研究成果

• [文献書誌] 前田久明, 林 昌奎, 居駒知樹, 増田光一, 藤田尚毅: "空気室付弾性浮体の不規則波中応答特性に関する実験的研究"日本造船学会論文集. 190. 387-393 (2001)
• [文献書誌] H. Maeda, K. Masuda, C.K. Rheem, K. Itoh: "A study on behaviors of an underwater line structure in the viscous flow"Proc. Int. Conf. OMAE'01. OFT-5109 (2001)
• [文献書誌] H. Maeda, C.K. Rheem, T. Ikoma, Y. Washio, H. Osawa, Y. Nagata, N. Fujita, M. Arita: "Reduction Effects of Hydroelastic Responses on a Very Large Floating Structure With Wave Energy Absorption Devices Using OWC System"Proc. Int. Conf. OMAE'01. OSU-5013 (2001)
• [文献書誌] H. Maeda, T. Ikoma, C.K. Rheem, M. Arita: "Effects of a Draft on Hydroelastic Responses of a Pontoon Type Very Large Floating Structure"Proc. Int. Symp. Practical Design of Ship and Other Floating Structure. 221-227 (2001)
• [文献書誌] 前田久明, 林昌奎, 居駒知樹, 伊藤和彰, 加納裕三, 増田光一: "粘性流体中のライザー管の挙動推定に関する研究"第16回海洋工学シンポジウム. 521-526 (2001)
• [文献書誌] 居駒知樹, 前田久明, 林 昌奎, 増田光一: "圧力分布法を適用した空気室付弾性浮体の運動低減特性に関する研究"第16回海洋工学シンポジウム. 535-540 (2001)