1991 Fiscal Year Annual Research Report
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02302054
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 洋治 東京大学, 工学部, 教授 (00010695)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中武 一明 九州大学, 工学部, 教授 (70037761)
茂里 一紘 広島大学, 工学部, 教授 (90011171)
仲渡 道夫 広島大学, 工学部, 教授 (20034324)
山口 一 東京大学, 工学部, 助教授 (20166622)
梶谷 尚 東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
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| Keywords | 三次元翼 / 差分法 / 揚力体理論 / キャビテ-ション / 自由表面 / 翼端渦 / CFD |
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| Research Abstract |
本研究の本年度の主な成果は、以下の通りである。
1.前年度に引き続き、1,000という低いレイノルズ数ではあるが、種々の条件の差分法計算を行い、流れ場の特徴を議論・考慮した。また、適宜、本年度行った実験結果との比較を行い、その問題点と将来の方向を明らかにした。
2.自由表面下に没水した翼の計算が行えた。翼による造波、自由表面影響による揚力の低下が示された。
3.翼端渦は、翼上下面のそれぞれの境界層に起因する2つの渦核より構成されることが計算された。このことが、実験において観測されるツイストするリボン状の翼端渦キャビテ-ションの原因である。また、翼端渦のroll‐up現象、翼端渦separationも計算された。
4.キャビテ-ション状態の計算も行った。計算された翼面上キャビティの形状は、定性的には、実験と一致した。特に、キャビティが大きくなると翼端付近のキャビティが大きくなるのは、翼端渦による圧力低下のためであることが、計算結果の詳細な検討により示された。しかし、翼端渦キャビテ-ションは計算されなかった。これは、レイノルズ数が低いため翼端渦の渦核が広くなりすぎ、圧力が十分下がらないためである。
5.測定された翼端渦の渦核の半径は最大翼弦長の1%程度と非常に小さく、回転方向の最大流速は一様流速の6割強と大きなものであった。実験レベルの高レイノルズ数の差分計算を行い、さらに翼端渦の詳細を議論するためには、乱流モデルを導入するだけでなく、翼端渦部に格子を集中させる解適合格子の採用、流場全体の格子の中に翼端渦解像用の密な格子を入れる複合格子法の採用、何らかの翼端渦のモデル化などが必要であろう。
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[Publications] 加藤 洋治: "CFDとの対比による新しい現象の発見" 可視化情報. 11. 20-25 (1991)
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[Publications] Yamaguchi,H.et al.: "A Numerical Study on Mechanism of Vortex Generation Downstream of a Sheet Cavity on a TwoーDimensional Hydrofoil" ASME Cavitation and Multiphase Flow Forum. 109. 27-34 (1991)
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[Publications] SeungーHyun Kwag et al.: "Numerical Simulation of Free Surface Flows around a 3ーD Submerged Hydrofoil by NーS Solver" 日本造船学会論文集. 170. 93-102 (1991)
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[Publications] Kubota,A.et al.: "A New Modeling of Cavitating Flows:a numerical study of unsteady cavitation on a hydrofoil section" Journal of Fluid Mechanics.
