| 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, 教授 (80010693)
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| 研究分担者 |
経塚 雄策 九州大学, 応力研, 助教授 (80177948)
茂里 一紘 広島大学, 工学部, 教授 (90011171)
吉田 宏一郎 東京大学, 工学部, 教授 (90010694)
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 |
水面における砕波メカニズムの基本現象を明らかにするための、波と一様流の共存下での実験と、それに対するナビエ・スト-クス式の数値解析によるシミュレ-ションを行った。波周波数による振動的な流れと、物体からの渦放出の固有周期の相異が、物体に加わる力、水面の変形とそれによる砕波に大変複雑で興味ある影響を与えることが判った。波と水面下に形成される渦との相互干渉により、ある一様流流速の範囲では、波周期の倍の周期で流体運動が変化し、力の変化も同様の時間変化の記録を示す。このとき顕著な砕波も、波周期の倍の時間内に1回だけ起る状態になる。砕波自身も結果として渦運動を残し、このプロセス中に衝撃圧や渦による圧力を発生するが、一様流がある場合は、水面下の渦が強く、特に非線形性の強い現象となる。この問題に対してTUMMACーVと呼ばれる数値解法を改良して適用し、EWS(TITANーIII)によりシミュレ-ションを行ったところ、定性的に良い一致が得られるとともに、上記のメカニズムの理解が進んだ。
一方、3次元の水面波のメカニズムの解明のため、2つの3次元差分解法をナビエ・スト-クス式ベ-スで開発した。一つは境界適合格子を使うもので、もう一つは非適合の直交格子を使うものである。前者はWISDAM法の新しいバ-ジョンで、進行する浮体まわりの波の計算が可能になった。後者はTUMMAC法の新しいバ-ジョンで、没水した回転楕円体の作る波の計算まで可能になった。
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