1992 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) |
齋藤 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 | 画像処理 / 船体形状最適化 / GRG法 / 非線形計画法 / ランキンソース法 |
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| Research Abstract |
新しい画像処理法として、水面透過光の明暗分布を利用した波高計測法を開発した。透過光の明暗分布は波高の2回微分と比例関係にあることを明かにし、2回フーリエ交換を行うことにより、微小波高に限定されるが、精度よく波高計測が出来ることが分かった。また、平均水面とスクリーンとの距離の一次に比例して波高に誤差が生じること、またその補正法を明らかにした。
船体形状の最適化として今年度は非線形計画法の一種であるGRG法(一般縮小勾配法)を用いて船体動揺波浪強制力極小船型設計に関する研究を行った。Froude-Krylovの仮説に基づくピッチングモーメントを目的関数、船体オフセットを直接設計変数とし、プリズマ曲線、ロールモーメントイナーシャが与えた母船と等しく、船首尾部で滑らかにつながるという拘束条件を加えることで極小化を行った。その結果、予想通り船体形状は没水部の多い船型であり、各水線形状のスムージングが考慮に入れられていないため、非現実的な船型となったが、ピッチングモーメントの極小化が計られ、目的関数外の上下揺れ強制力も若干減少する場合があることが明かとなった。
最適応のための高精度で計算量の少ない粘性流場の推定法を2つ開発した。一つは高次近似境界層方程式の積分型解法であり、流量、運動量保存則が正確に満足させ得るようポテンシャル流面を用いた座標系を用いる手法を開発した。その結果、通常の境界層理論では計算が発散し推定不可能な船尾伴流分布まで比較的精度良く求めることが出来た。2つめはフルード数が高い場合の粘性流場推定法であり、単純にランキンソース法による波動流場の計算法と微小2次流れ近似に基づく境界層計算を組み合わせ粘性流場を計算する手法を示した。その結果、単純な計算にも関わらず、波の影響を考慮した粘性流場を推定することが出来た。
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