高速船用プロペラの造波に関する研究

• Project/Area Number: 07751019
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 船舶工学
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 安東 潤 九州大学, 工学部, 助教授 (60211710)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: プロペラ / 高速船 / 造波 / 後流渦 / 波形 / ランキンソース法

Research Abstract

始めに、プロペラ性能計算法の精度向上のため、九州大学で開発したSQCMと呼んでいる簡便なパネル法をプロペラに応用した。SQCMとは、揚力面理論の一種であるQCM(Quasi-Continuous Method:準連続渦分布法)に吹出し(Source)パネルを組み合わせて、他のパネル法のようにクッタ条件を満足させるための繰り返し計算を行うことなく簡便に翼性能を求めることができる。このSQCMを用いて、DTRC4119、4842プロペラおよび青雲丸用の通常型およびハイスキュープロペラに対して、プロペラ翼表面圧力分布や推力、トルクなどの計算を行った。いずれの計算結果も実験結果と大変良く一致しており、SQCMを用いたプロペラ性能計算法は有用であることが分かった。また、この計算法の計算時間は比較的短く、実用的であると思われる。
次に、プロペラが造る波の計算を行うために、プロペラ性能計算法と定常造波問題の一数値解法であるランキンソース法を組み合わせた計算プログラムを作成した。この計算の結果、プロペラの没水深度が浅い場合には、プロペラの推力、トルクは数パーセント減少することが分かった。また、プロペラの造る波形を計算したところ、プロペラの吸い込み作用が主な波の源となっており、プロペラ後硫渦が波を造る様子は特に明確には現れないことが分かった。また、プロペラの吸い込みによる波高も、船体が造る波に比べると小さいので、プロペラ自体の造波がプロペラ後流中を航行する他の船舶への影響は小さいものと予想される。