2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a system for vertical profiling of ocean flows in deep, middle, and shallow layers
| Project/Area Number |
18H01636
|
|---|
| Research Institution | Yokohama National University |
|---|
Principal Investigator |
西 佳樹 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70470052)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 海洋資源 / 流体構造連成 / データ同化 / 非線形振動 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、海の表層から深層までの海流の流速をまとめて推定するための新しい技術を創出することを目指すものである。その技術は、数値計算法・計測方法。数値計算と計測との融合させる方法、この３つの方法から構成される。2018年度はその初年度であり、数値計算法の開発と計測方法の設計とに着手した。この技術では海水中に鉛直方向に垂れ下がる長大弾性構造物の揺れを数値計算でシミュレーションすることと、その揺れを計測することが不可欠な要素となる。シミュレーション方法としては、研究代表者らがこれまで開発をしてきた計算手法を発展させ、本研究の目的を果たす形に改造を加えた。構造物の揺れを記述する構造力学、構造物周囲の流体の作用による荷重を記述する流体力学、また、構造物下端に付加される重りの運動学、この３つの力学を結合させた計算を可能とするプログラムを作成し、妥当なシミュレーションができるようになった。また、計測方法の設計については、変位センサ、加速度センサ、荷重センサの３つを用いることを想定し、これらセンサの出力を用いて、海流速度の推定が良好に行われるかどうかを調査した。その結果、変位センサの単独使用は良好な結果をもたらさないが、加速度か荷重センサを単独で使用するか、もしくは変位・加速度・荷重各センサを組み合わせることで、良好な推定ができることを見出した。こうしたセンサを上限なく設置することは、技術のコストと単純性の観点から望ましくないため、なるべく少数のセンサから海流推定を可能とするための方法も検討し、その素案をかためることができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
構造力学・流体力学・水中不可物体の運動力学を結合させた数値計算法に開発が計画通りに進んだ。計測方法の設計についても、次年度以降につながる素案をつくることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
長大弾性構造物の揺れを変位・加速度・荷重センサで計測する方法について、本年度に作成した素案を、より詳細なものに昇華させる。また、少数センサでの海流速度推定を可能とするような数学的理論、およびその実装方法を検討していく。
|
