界面効果翼船の性能評価法に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08305039
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 松村 清重 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10135668)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 博善 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00252601) ; 鈴木 敏夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029107) ; 堀 勉 長崎総合科学大学, 情報科学センター, 助教授 (10199523) ; 鈴木 和夫 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (80111699)
• Keywords: 界面効果翼 / WIG / 耐航性 / 摂動法

Research Abstract

界面効果翼船(WIG)はその効果をフルに発揮させようとすると、界面すれすれを航行させる必要がある。しかし、界面効果の非線形性により一般には小さな船体運動も揚力、揚力中心の大きな変動を誘引し、その結果船体の激しい動揺を招くため、できる限り運動特性のフラットな翼(船体)形状の開発が望まれる。本研究は3次元界面効果翼船の界面効果、運動特性の理論的評価法の確立と、その良好な形状開発を念頭に置いた最適設計手法の確立を目的とする。本年度は、主に次の2つの研究を行った。
1、 2次元WIGの波浪中耐航性能2次元平板翼が規則波上を航行するときの非定常問題について、支配パラメタを見い出すという観点から、WIGまわりの循環分布の近似解法を示した。近似方程式にはWIGの弦長だけでなく、航行状態(航行高度分布)を表す長さのパラメターL^*が現れ、これは主に運動位相の遅れを支配するものであることがわかった。この長さは、WIG下面で流体が全く静止するときを理想のWIGとすれば、それと同等の効果を持つ翼弦長であることがわかった。このパラメタは、定常WIGの揚力特性をも支配しているので、WIGの総合性能の把握、最適化を行う上で、第1議的に考慮すべき者であることが分かった。
2、 高アスベクト比3次元WIGの近似循環分布の表現
高アスペクト比WIGについて摂動論的観点から近似解析を行った。翼中央付近は2次元WIGとして、翼端近傍では3次元効果に着目して解析した。WIGの場合、後曳渦の効果は高次項としてしか現れないため、翼端近傍だけで独立な解を得る必要があることがわかった。そこで、スパン方向と弦長方向にに変数分離し、弦長方向に2次元WIGの循環分布を仮定すると、スパン方向には境界層型の関数で循環分布が表現できることがわかった。この近似関数表現は全領域で数値解と非常によい一致を見た。また、後引き渦は放物線状に広がってゆくことが分かった。

Research Products

• [Publications] 松村清重: "規則波上を航行するWIGの流力特性について" 関西造船協会誌. (1999)
• [Publications] 鈴木 和夫: "Studies on Inverse and Optimization Problems of Two Dimensional Wing Section Based on Panel Method" Osaka cologuim '98. (1998)