| 研究課題/領域番号 |
63302037
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
梶谷 尚 東京大学, 工学部 (80010693)
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| 研究分担者 |
中武 一明 九州大学, 工学部, 教授 (70037761)
茂里 一絋 広島大学, 工学部, 教授 (90011171)
姫野 洋司 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081394)
加藤 洋治 東京大学, 工学部, 教授 (00010695)
宮田 秀明 東京大学, 工学部, 助教授 (70111474)
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| キーワード | 差分法 / ナビエ・スト-クス式 / 砕波 / 深水波 / 海洋構造物 |
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| 研究概要 |
海洋構造物などの構成要素として、水面下に置かれた柱体と波または海流との千渉による波の非線形変形とその結果として発生する砕波現象に対する数値解析技術を開発し、実験結果を使ってその有効性を確認した。新しい数値計算法は、ナビエ・スト-クス式を時間進行で解いていく従来の方法であるが、4次の中心差分を基文スキ-ムとして採用した高精度のものに改良し、一方では、物体表面条件に工夫をこらし、任意形状の物体を苦労なく取扱え、なおかつ計算安定性が高くなるよう改良した。複数個の物体を扱えるようにしたことも改良点の一つである。計算結果によると、物体まわりに発生する粘性流れが、色々な渦として複雑な運動をし、これが自由表面近くでは、波と千渉し、その変形により砕波を引き起こすことなど明らかになった。自由表面の存在により渦放出が非対称になることも関係しているようである。
実験的研究としては、既に実施していたくさび型模型船と波および一様流の千渉の実験を整理検討した。一様流中に置かれた模型に波を加えると、模型先端に発生する波は急峻さを増し、砕波の発生が早められることを明らかにした。波と一様流の共存状態では、その非線形千渉により、砕波が促進されるのである。
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