2006 Fiscal Year Annual Research Report
CFDシミュレーションを取り入れた船舶生涯燃費推定システムの開発
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16360432
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| Research Institution | University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮田 秀明 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (70111474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 一 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (20166622)
佐藤 徹 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30282677)
川村 隆文 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (80334324)
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| Keywords | CFD / 生涯燃費 / 馬力 / 造波抵抗 / 船型 |
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| Research Abstract |
近年、船舶の付加価値の向上を目的として、これまでの平水中燃費を最適化する設計に変わり、風・波などの環境外乱条件を考慮した実海域環境下で燃費、すなわち船舶の生涯燃費を最適化し船舶のライフサイクルバリュー(LCV)を最大化する設計が求められている。そのためにまず、大波高・船体の大振幅運動に伴う幾何学的非線形性、船体の大振幅運動に起因する砕波などによる流体力学的非線形性および斜め波中での船体運動における渦生成に伴う粘性影響を直接的に取り扱うことができるCFDシミュレーション法を開発した。さらに、流場と船体運動の計算を時間領域で行い、大波高や不規則波中計算へ拡張する。これにより、実海域の波浪環境を模擬した不規則波中での船体運動シミュレーションを行うことができる。こうした任意波浪中の船体運動CFDシミュレーション技術により、大波高・不規則波を含む波浪中応答特性を高精度で推定可能とした。こうしたCFDによる性能評価はあくまでもある特定の海象下のものに過ぎないので、これを実船のLCV評価に結びつけるために、実船就航海域の波浪条件を用いて海域性能の長期予測を実施し、シーマージンを推定できるようにした。具体的には、北太平洋航路、ペルシャ湾航路を取り上げ、海象条件から、シミュレーションと統計処理によりシーマージンの推定を行った。また、シミュレーションから波干渉(diffraction)現象に大変興味ある現象が認められ、波浪中抵抗増加と密接な関係があるので、詳細な現象解析を行った。さらに、船体まわりの格子をマルチブロック化し、重合格子計算法によって多胴船の船体運動シミュレーションも可能にするとともに、波干渉によって生じる砕波、グリーンウォーター問題の取り組みを試みている。
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