Study on the flow elasticity phenomena of multiple vertically placed large diameter bore pipes under the current.

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03500
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 藤原 智 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (70511591)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和田 良太 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (20724420) ; 尾崎 雅彦 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任教授 (30529706) ; 正信 聡太郎 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80373413)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 水中線状構造物 / ライザー / 水槽試験 / 渦励振 / 挙動推定手法 / 2円柱

Outline of Annual Research Achievements

平成３１年度研究計画に沿って、ライザー管同士が衝突する方向に運動する際の流体力計測のための装置改造を行い、水槽実験を実施した。さらに衝突運動に関する考察、検討を行い、計測された流体力を基に流体力DBを作成した。
流体力計測では、昨年度実施した弾性模型を用いた挙動計測試験結果から解析した運動モードを抽出し、これを再現可能な強制動揺装置を製作し、水槽実験を実施した。その結果、流行に対して２本の管がサイドバイサイド配置（流向に対して２本の管が平行に並ぶ）になるとき、特に衝突運動が発生しやすく、タンデム配置（流向に対して直列に並ぶ）においても、衝突運動と同時に回転運動が発生することを流体力的に明らかにした。この結果は弾性模型を用いた挙動計測試験結果と同じ傾向であり、流場中の２本管の弾性挙動に対して流体力が支配的であることを示している。
また、昨年度にその基幹部を設計した２本管の挙動推定プログラムについて、上記試験結果を反映した衝突運動の流体力データベースを作成し、プログラム内の流体力データベースを更新した。これにより昨年度までの研究成果と併せて２本の管に発生する可能性がある３つすべての運動モードのカバーした流体力データベースを整備した。
上記流体データベースを用いた２本管の挙動推定プログラムを更新し、挙動推定シミュレーションを行い、弾性模型を用いた挙動計測試験結果と比較することで精度の検証を行った。その結果、２本管同士の距離や流向をパラメータとしたときに発生し得る３つの運動モードを判別し、単一の運動モードが卓越している場合はその振幅などを推定することが可能であることを示した。ただし、３つに分けた運動モードが重畳して発生することが挙動計測試験および流体力計測の結果から示されたため、この複数の運動モードが重畳した挙動を推定することが今後の課題となる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。