波浪中浮体運動の非線形数値計算法は、実海域における船舶や海洋構造物の総合性能を評価するための強力なツールとして期待されている数値計算技術のひとつです。本算法では速度ポテンシャルと加速度ポテンシャルを用いて流体と浮体との連成る運動を解き、波と浮体の運動を時間領域でシミュレートします。自由表面や浮体の微小運動を仮定しない本計算法では、時々刻々の波面形状、浮体の姿勢と接水領域、浮体表面の圧力分布、浮体の速度と加速度等の情報が得られます。また、周波数領域の線形解法では取り扱うことが困難であった種々の非線形問題に幅広く適用可能であるため、近未来の船舶設計ツールの一つとして期待され、海外の研究機関においても研究開発が進められています。
波浪外力研究室では次世代の耐航性能ならびに波浪外力の評価手法として本計算法の研究を行い、これまでに加速度場の境界値問題の定式化等の基礎理論を整備すると共に、2次元数値造波水槽を開発して種々の非線形問題への応用可能性を示して来ました。以下のページでは非線形数値計算法の応用例をいくつか紹介します。
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(1) 波浪中浮体の有限振幅動揺の解析
(２) スロッシングの解析
(３) パラメータ横揺れの解析
(４) カオス横揺れの解析
(５) 流力弾性問題への拡張
