本論文は Journal of Marine Science and Application に掲載されました 。DOI: 10.1007/s11804-026-00870-1
論文要旨#
本論文では、深海に浮かぶ薄い弾性板と非線形規則波との流力弾性相互作用について調査した。計算流体力学（CFD）と有限要素解析（FEA）を連成させた双方向流体・構造連成（FSI）フレームワークを用いて、非線形流力弾性波の応答を再現している。高い構造的柔軟性を考慮し、かつ計算効率を向上させるために、ラプラス行列表現が新たにフレームワークに組み込まれた。数値解析結果は、実験データおよび解析解と比較して検証された。シミュレーションの結果、異なる入射波周波数領域において、波峰が急峻になり波谷が平坦になる非線形波形や、その反転した波形が確認された。波形が反転する領域では、伝播中に波形の遷移が観察され、応答は風上側の隆起した形状から、板の中央部付近での陥没した形状へと変化した。
主な貢献#
- 深海波の伝播の調査：水面に浮かぶ長く薄い板に沿って伝播する深海波について調査した。
- 強双方向連成フレームワーク：柔軟性の高いFSI問題のために特別に処理された強双方向CFD-FEA連成フレームワークを使用し、様々な非線形流体力学を同時に考慮することで、自由表面の非線形性などの特徴を観察した。
- モデルの検証と今後の展望：採用したCFD-FEA連成モデルは、柔軟性の高いFSI問題に対して実験結果との比較により検証され、今後の研究（浅海における波浪と長大な弾性浮板との相互作用のシミュレーションなど）のための信頼できるツールとして確立された。
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