非側壁構造による非線形波放射に対するALEの適用

Zhang Jie; Kashiwagi Masashi

文献

J-GLOBAL ID：201702222616969604 整理番号：17A1371148

非側壁構造による非線形波放射に対するALEの適用

Application of ALE to nonlinear wave radiation by a non-wall-sided structure

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資料名：
巻： 25 ページ： 109-121(J-STAGE) 発行年： 2017年
JST資料番号： G0242B ISSN： 1880-3717 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：英語 (EN)

3次元の非側壁構造(non-wall-sided structure)の強制振動で作られる波を,完全非線形性のポテンシャル・フロー理論に基づいて解析した。自由表面の正確な位置を追跡するために,計算には任意Lagrangian-Eulerian: ALE方式を使った。ALE方式の特徴は,自由表面上のマーカーに対して所定の曲線進路を導入することにより,自由表面の変形を表すマーカーの動きを,進路に沿って制約することである。この方式は,進路を適切に設計することにより,広く使われている混合Eulerian-Lagrangian方式や半Lagrangian方式に比べていくつかの長所をもたらす。計算では,初期値-境界値問題(BVP)のソルバーとして,高次境界要素法(HOBEM)と4次Runge-Kutta法を採用した。検証では,ヒーブ又はサージで振動している広がり開口部を持つ切頂円柱により作られる放射波を調べた。流体力の計算に関しては,速度ポテンシャルの時間導関数(φ_t)を正確に評価した:すなわち速度ポテンシャルの2次導関数を評価することなしに,再構築したBVPを解くことによってφ_tを得た。流体力の他に,波の特定位置と急登部における波の断面も計算した。本結果を,対応する公表結果と比較した。提案したALE方式の能力を評価するため,計算には,大型の湾曲広がり開口部を持つ物体を使った。(翻訳著者抄録)

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船舶性能 , 流体波,流体振動

引用文献 (16件)：

1) M. S. Longuet-Higgins, and E. D. Cokelet: The deformation of steep surface waves on water. I. A numerical method of computation. Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. Vol. 350. No. 1660. The Royal Society, 1976.
2) Y. Shirakura, K. Tanizawa, S. Naito: Development of 3-D fully nonlinear numerical wave tank to simulate floating bodies interacting with water waves. The Tenth International Offshore and Polar Engineering Conference, 2000.
3) Y. Liu, M. Xue and D. K. Yue: Computations of fully nonlinear three-dimensional wave-wave and wav-body interactions. Part 2. Nonlinear waves and forces on a body. Journal of Fluid Mechanics, Vol.438, pp. 41-66, 2001.
4) W.C. Koo and M. H. Kim: Fully nonlinear wave-body interactions with surface-piercing bodies. Ocean Engineering, Vol.34, Num.7, pp.1000-1012, 2007.
5) J. Donea, S. Giuliani and J.P. Halleux: An arbitrary Lagrangian-Eulerian finite element method for transient dynamic fluid-structure interactions. Computer methods in applied mechanics and engineering, Vol.33, Num.1-3, pp.689-723, 1982.

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