1991 Fiscal Year Annual Research Report
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03302039
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 一朗 大阪大学, 工学部, 教授 (30028964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎藤 公男 大阪大学, 工学部, 助教授 (50029279)
茂里 一絋 広島大学, 工学部, 教授 (90011171)
姫野 洋司 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081394)
梶谷 尚 東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
鈴木 敏夫 大阪大学, 工学部, 教授 (80029107)
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| Keywords | ファイバ-型レ-ザ-流速計 / 船体形状最適化 / SUMT法 / 有限体積法 / 許容方向法 / 影響関数法 |
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| Research Abstract |
今年度購入した2次元ファイバ-型レ-ザ-流速計を用いて、非接触高精度流場計測技術確立のための基礎的実験を行った。一様流の計測及び一様流中において流速計の角度を変えた計測を行った結果、非常に流速の遅い場合を除いては精度の良い計測が出来る事がわかった。
また船体形状最適化にたいしては以下の3つの抵抗最小化の研究を行った。1つめとしては、非線形計画法の1つであるSUMT法を船型設計に応用する場合の問題の設定及び解法について基本的な研究を行った。計算例としてはウィグレ-船型を初期船型として船首の一部分を改良する事による3つの設計速力における改良船型を求めた。粘性抵抗は浸水表面積の関数、造波抵抗は薄い船の理論により得られるとして改良した結果、船首より前に突出しない非突出型バルブ船型の抵抗は6ー9%低減できる事が明らかになった。2つめとしては、有限体積法によるナビエ・スト-クス方程式の数値解法と許容方向法による非線形計画法を組み合わせた2次元物体の粘性抵抗最適化手法を開発した。3つめとしては、影響関数法を用いる事により、粘性抵抗最適化を行った。方法としては船体横断面形状をいくつかのパラメタで表現し、船型をそれらのパラメタの船長方向分布として認識する方法と細長体近似を用いる事で、粘性抵抗をそれらのパラメタの分布の積分表示で表した。さらに船型パラメタの変化量と抵抗増分を直接結び付ける影響関数を導出した。影響関数と線形計画法を用いてタンカ-船型を初期船型としていろいろな拘束条件で最適化した結果粘性抵抗が数%減少した。
そのほかに、最適化のための高精度で計算量の少ない粘性流場の推定法として、高次近似境界層方程式の積分型解法をポテンシャル流面を用いた座標系に適応する事によって非常に計算量の少ない船尾伴流分布推定法を開発する事が出来た。
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