2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Numerical Simulation Method for Estimation of Complex Behavior about a Ship in Actual Sea
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16K06919
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
大橋 訓英 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10462871)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 数値流体力学 / 主機関特性モデル / モード法 / 流体構造連成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主機の特性をモデル化した主機応答モデルと船体を梁とみなしたモード法による構造応答モデルを重合格子対応ソルバーにおいてカップリングし、主機出力の変動と構造応答を同時に解きながら、相互干渉を含めた船舶の複雑挙動をシミュレーションできる手法を開発した。各時刻の流場の収束計算のサブイタレーションの際に、主機応答と構造応答も更新する双方向カップリング手法を採用し、リアルタイムに計算できる手法となっている。重合格子の利点を活かし、入射波を発生させる矩形型の計算格子において効率的に格子を配置するとともに、船体格子も必要な分割数とし、並列計算手法により計算時間を短縮した。推進状態における構造応答と粘性流場の相互干渉について解析し、構造応答の時間履歴の比較から推進影響が構造応答に与える影響が小さいことが分かった。また、入射波の波向きを変更した計算を行い、波向きによる影響も調査した。波向きの変更においても入射波を発生させる計算格子の検討を行い、重合格子による利点を活かしたものとなっている。構造応答の時間履歴等から波向きによる影響を明らかにした。
本研究では海象を模擬した波浪場において、主機関をモデル化した手法による主機出力の変動と、船体を梁とみなした船体構造応答を同時に計算できる、時間精度を有した新しい重合格子手法に基づく数値シミュレーション手法を開発することが目標であった。主機応答モデルと構造応答モデルの開発と重合格子対応ソルバーにおけるカップリングにより、波浪中での船舶周りの流れ、主機出力の変動、船体運動と構造応答について相互干渉を含めた複雑挙動を、時間精度を有しつつ同時に得る新たな計算手法を開発し、短時間で多くの有益な情報を得られるシミュレーション手法を構築した。
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