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本研究では自由表面を有する自由表面を有する浮体構造物に発生する渦励起運動（Vortex-Induced Motion; VIM）を精度良く再現し、浮体運動と海水の流体運動との相互運動干渉を包括的に扱うことのできる新しい3次元流体―構造連成運動解析数値計算コードを開発し、動特性の把握が重要な海洋構造物の安定性、安全性の予測を行うことを目的としている。実機スケールに対応した高負荷数値計算への拡張を見据え、流体運動解析には格子ボルツマン法を適用する。また、6自由度運動が可能な浮体模型を用いてVIMを捉える水槽実験を実施し、開発した数値計算コードの検証を行う。
平成27年度は複数カラムを組み合わせた浮体について、数値計算および水槽実験を実施した。数値計算は簡単のため2次元とし、円柱、楕円柱、角柱をそれぞれ4つ組み合わせた浮体を設定し、カラム間距離を変えたケースについて計算を行った。その結果、流れ方向成分、流れと直交方向成分の振動変位が角柱において最も小さくなることが分かった。特に、前方カラムから放出された渦の渦間距離がカラム間距離に近いときに振動変位が小さくなる傾向があり、渦と後方カラムの衝突が振動を抑制する可能性が示唆された。これらの結果を検証するため、水槽にて係留された複数カラム浮体を曳航し、各カラムに作用する3成分の力と浮体の6自由度変位を計測した。本報告書の執筆段階において結果の解析中であるが、概ね数値計算と同様の傾向を得ている。
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