実数値遺伝的アルゴリズムを用いたポッドプロペラ推進システムの流力最適化

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360441
• Research Institution: KYUSHU UNIVERCITY
• Principal Investigator: 安東 潤 九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (60211710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉武 朗 九州大学, 大学院工学研究院, 助手 (10264087)
• Keywords: ポッド / ストラット / プロペラ / 実数値遺伝的アルゴリズム / 横力 / 推力 / プロペラ効率

Research Abstract

平成17年度に作成した、プロペラを簡易プロペラモデル、ポッドおよびストラットをパネル法により表したプロペラとポッド・ストラット系の相互干渉計算法と実数値遺伝的アルゴリズムを組み合わせ、ポッドプロペラの推力を最大もしくはポッドプロペラのストラットに働く横力を最小化するような最適化計算法を開発した。ここで設計変数としては、ストラットの上端、下端そしてスパン中央の迎角と、ポッドの進行方向の重心位置、計4つを選定した。
本研究においては、一様乱数により初期集団を生成するための乱数のシードを変更した2通りの最適化計算を行った。乱数のシードを変更してもポッドの形状は、ポッドプロペラの推力を最大とする最適化計算およびポッドプロペラのストラットに働く横力を最小化する最適化計算の両方において、それぞれ同様な形状に収束した。一方、ストラットについてはポッドプロペラの推力を最大とする最適化計算およびポッドプロペラのストラットに働く横力を最小化する最適化計算の両方において、乱数のシードの変更によりそれぞれ異なった形状に収束した。ストラットについては最適解が複数存在する可能性があることがわかった。
プロペラ性能計算法として用いるパネル法と実数値遺伝的アルゴリズムを組み合わせ、プロペラ効率を最大化する最適化計算プログラムを作成した。今年度はこの最適化プログラムの妥当性を検証するために、あらかじめプロペラ設計チャートを用いて設計したプロペラを初期プロペラとし、最適化計算プログラムによりプロペラ効率の向上を目的としてプロペラの半径方向のピッチおよび最大キャンパー分布を改良した。得られた改良プロペラの模型を作成して水槽試験を実施したところ、計算どおりの改良の効果が現れていることが確認された。