強非線形自由界面問題に関するCFDシミュレーション方法の開発

强非线性自由界面问题CFD模拟方法的发展

• 批准号: 15560694
• 负责人: 胡 長洪
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15560694/
• 关键词: CIP法; 強非線形自由界面問題; 数値計算

本研究の目的はCIP法を応用して,船舶・海洋工学における波と浮体構造物との強非線形相互干渉現象に関する新しい数値計算法の確立である。今年度の主な研究成果は以下の通りである。1.開発するCIPベースの数値計算法を検証するため,ダム崩壊問題の水槽実験を行った。壁に取り付けたセンサーで水の衝撃圧を計測し,水面変化を高速デジタルビデオカメラで撮影した。2.上記のダム崩壊問題に対して,二次元数値シミュレーションを行い,計算した壁にある点の圧力時間変化を水槽実験の計測値と比較し,圧力のピーク値,圧力の時間変化などについて良い一致を得た。さらに,数値計算に関して格子収束性,壁面境界条件,圧力Poisson式の圧縮性項の影響などについて調べた。3.波・浮体相互作用問題に応用するため,二次元数値水槽を構築して,浮体の強制動揺問題に対して数値シミュレーションを行い,造波計算精度,浮体に加わる流体力の計算精度について本研究室で開発された理想流体の境界要素法による数値計算結果と比較し,本数値モデルは境界要素法と同等な精度があることが分った。4.以上のように十分テストした二次元計算プログラムをベースに,波・浮体相互作用問題を数値解析するCIP法に基づく三次元計算プログラムの作成を完成した。

The purpose of this study is to establish a new numerical calculation method for the strong nonlinear interaction between waves and floating structures in marine engineering by applying CIP method. This year's main research results are as follows. 1. The numerical calculation method of CIP is used to verify the calculation of CIP and to solve the problem of water tank. The impact pressure of water on the wall is measured, and the water surface changes at high speed. 2. The above mentioned problems are related to the calculation of the quadratic numerical value, the calculation of the pressure time variation of the wall point, the measurement of the water tank, the comparison of the pressure value, the pressure time variation, and the good agreement. In addition, the numerical calculation is related to lattice convergence, wall boundary conditions, pressure Poisson equation and the influence of compression term. 3. The numerical value calculation accuracy of wave-making and hydrodynamic force calculation for floating bodies is compared with the numerical value calculation results of boundary element method for ideal fluids developed by our laboratory. 4. The CIP method for numerical analysis of wave-body interaction problems has been completed.

项目成果

胡 長洪, 柏木 正: "CIP法を用いた波浪・浮体の強非線形相互作用の数値解析"日本機械学会2003年年次大会講演集. Vol.1. 5-6 (2003)

胡长虹，柏木正：“利用CIP法对波浪与浮体之间的强非线性相互作用进行数值分析”日本机械工程学会2003年年会论文集第1. 5-6卷（2003年）。

Changhong Hu, Masashi Kashiwagi: "Development of CFD Simulation Method for Extreme Wave-Body Interactions"Proc.8th Int.Conf.on Numerical Ship Hydrodynamics. Vol.2. 50-57 (2003)

胡长虹、柏木正志：“极端波体相互作用的CFD模拟方法的发展”Proc.8th Int.Conf.on Numerical Ship Hydrodynamics。

Changhong Hu, Masashi Kashiwagi: "Numerical Simulation of Non-Linear Free Surface Wave Generation by CIP Method and Its Applications"Proc.13^<th> Int.Offshore and Polar Engineering Conf.. Vol.3. 294-299 (2003)

胡长虹、柏木正志：“CIP法产生非线性自由表面波的数值模拟及其应用”Proc.13^<th> Int.Offshore and Polar Engineering Conf. Vol.3。