屈曲型推進翼に関する基礎的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09651013
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: 神戸商船大学
• Principal Investigator: 戸田 保幸 神戸商船大学, 商船学部, 助教授 (20172166)
• Keywords: 屈曲型推進翼 / Navier-Stokes方程式 / 数値流体力学 / 非定常流れ

Research Abstract

魚や水中哺乳類の遊泳に特徴的な進行波を有する屈曲型の振動翼について、その流れの特徴や推進器としての利用への基礎研究として、2次元Navier-Stokes方程式を解く方法を使って検討した。今年度得られた結果の概要は以下の通りである。
(1)非定常流れを計算するプログラムの精度向上のため加速、減速を含む場合の平板、翼型及び角柱周りの流れを計算し、非粘性流れの結果等と比較した。これに対する実験を次年度行う予定である。また屈曲型推進翼周りの流れについて格子数、最小格子間隔等の影響を調査した。
(2)乱流モデルについて調査を行ったが、本研究で用いているような流れに対して有効なもので、今回のプログラムに簡単に導入できるものが無かった。また魚体周り等の流れは層流が保たれているといわれているので、次年度よりも層流計算とすることとした。
(3)体軸の動きが0.1x^2cos(4π at-4πx)と0.1x^2cos(2π at-2πx)の場合についてaを順次変化させ(aは体軸の動きの進行波の位相速度が一様流のa倍であることを表している)、計算し時々刻々の流場及び流体力の時間変化を得た。流体力については前進率と後端の上下速度の2乗を用いた無次元力はレイノルズ数にあまり関係なくプロペラの単独特性と同様に整理されることが分かった。これにより今後の実験の整理等の指針を得た。ただし、現在継続して計算中であるので、模型の製作が次年度始めにできるかどうか微妙である。