| 研究課題/領域番号 |
26420828
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
今井 康貴 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90284231)
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| 研究分担者 |
永田 修一 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30404205)
村上 天元 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 助教 (90611278)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 渦法 / 海洋構造物 / 非線形波浪 / 波力発電 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、渦法を、波浪と２次元及び３次元浮体との連成問題解決のための実用計算法とすることを目的とする。３次元問題への拡張を念頭に、粘性流体に関する流速、渦度、流体圧力を未知量として、水面の非線形性を考慮した波浪と２次元及び３次元浮体の連成挙動に関する時系列計算法を開発した。計算では、微分型表示の連続の式とＮａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓから得られた①流速に関する積分方程式、②微分型表示の渦度方程式、③流体圧力に関する積分方程式の３つの基礎式を用いる。この内、流速と流体圧力に関する積分方程式は、流体領域の内部と境界に関する積分方程式となっているので、移動境界としての時々刻々の自由表面と浮体表面位置を追跡することができる。計算の効率化のために積分方程式の解法に高速多重極法を適用する方法を開発する。渦をｂｌｏｂモデルで表し、微分型の渦度方程式の解法では、Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｐ法を用いて、Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ ｓｔｅｐ， Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｓｔｅｐの２段階で計算する。Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｓｔｅｐの計算では，渦度の粘性拡散の計算法として、Ｃｏｒｅ－Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ法を中心に、Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｅｘｃｈａｎｇｅ法等を比較検討する。また、渦層もでる等の壁面からの渦度生成の最適もでるを選定、提案した。開発した計算法は、波浪中動揺に関する水槽実験結果との比較により検証するとともに、解析法の精度向上を図った。
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