| 研究課題/領域番号 |
63302037
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| 研究種目 |
総合研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
船舶抵抗・運動性能・計画
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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 一絋 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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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1990
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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 |
2次元的な砕波運動に対して、差分法によるシミュレ-ション技術を開発した。自由表面を線分の連続として表現し、Overturn現象だけでなく、その後の流体と流体の衝突、砕波後の渦形成などにも対処できるようにした。砕波現象は、海底地形や浮体や没水浮体などの物体との于渉によって発生する場合が多いので、数値シュミレ-ションでは、物体条件を粘性を考慮した境界条件として満足させねばならない。この手法では直交格子上で砕波をシミュレ-トしているので、粘着条件を適用することは容易ではないが、質量保存則を境界セルでていねいに満足させることで解決した。
没水体上での砕波とそれによる圧力に関田ては、箱型物体と円柱物体それぞれ単独と2個の場合、更に一個の円柱の場合は前進速度を含む場合を加えて、可視化、力の計測などの実験を実施した。物体の大きさと没水度が波長とどのような量的関係にあるかだけでなく、物体まわりの渦運動が砕波に影響を与えることなどが明らかになった。
3次元の砕波現象は大変複雑で、このメカニズムの解明は、実験的にも数値解析的にも大変高度な技術を要する。これに対して2つの数値解法を開発した。一つはTUMMACーVI,VII法と呼ばれるもので、任意形状物体に対応し、かつ、砕波を含む複雑で激しい界面現象を取り扱える。もう一つは、堺界適合格子を使った方法で、格子は自由孝面にも適合するので、激しい運動に対応できない反面、自由表面の応力をていねいに扱うことができる。
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