船体の大振幅運動と自由表面の大変形の干渉のCFDシミュレーション

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555256
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐藤 徹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30282677)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮田 秀明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70111474)
• Keywords: CFD / 船体運動 / 自由表面 / 密度関数法 / アダプティブメッシュ / 追い波造波法 / 追い波マッハ数

Research Abstract

本研究は、CFDと船体運動をカップリングさせ、自由表面大変形と大振幅運動の達成問題を解くことのできるシミュレーションソフトを、模型実験の検証と合わせて開発することを目的としている。ここで研究初年度の11年度における本研究の実績は以下のようである。
1.現在当研究組織が所有しているCFDコードをベースに、有限体積法のアルゴリズム・外力項の取り扱い・運動方程式とのカップリング・密度関数の取り扱い等の概念は従来のまま、新たに斜め向い波造波法を導入し、さらに、大きなローリング運動に対応するため、自由表面付近の格子を自由表面の傾斜に従って移動させるアダプティブメッシュを採用した。これによりヨットの大振幅ピッチ・ロール・ヒーブ運動を同時に取り扱えるCFDシミュレーションコードを開発した。
2.直行格子系を用いた高速走行する船体周りの追い波中流体力予測CFDシミュレーションソフトを開発した。追い波の造波法は、船体造波のある場所で別の波を造波するため、従来の波動運動の速度造波法でなく、加速度造波法を新たに開発し導入した。さらに追い波マッハ数を定義し、船速と追い波の位相速度・群速度の関係を整理し、追い波であっても船速が群速度より速い場合は、船体前方から追い波を起こす必要があることを確認した。

Research Products

• [Publications] Y.Sato,H.Miyata,T.Sato: "CFD Simulation of 3-Dimensional Motion of a Ship Waves"Journal of Marine Science and Technology.
• [Publications] M.Okumura,Y.Sato,H.Miyata,T.Sato: "Use of Density Function Method for the Simulation of Steady and Unsteady Ship Waves of Nonlinear Properties"Proc.4^<th> Japan-Korea Joint Workshop on Sihp and Marine Hydrodynamics. (1999)