2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17760645
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
秋元 博路 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20283971)
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| Keywords | 粒子法 / MPS / 滑走 / 自由表面 / 空間解像度制御 / 飛沫 / スプレー |
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| Research Abstract |
水面上を走る滑走艇や、離着水時の飛行艇の胴体部に働く流体力では、静圧よりも動圧が支配的となり、船体姿勢や運動パラメーターも速度に依存して変化する。このため、高速船の評価や性能予測は、煩雑なものとなる。また船体周辺の自由表面に大規模な変形が生じ、発生する飛沫は運動量を運び去ると同時に、船体、プロペラブレード、エンジン吸入部に被害を与える可能性がある。流体数値シミュレーションにおいては、自由表面変形が比較的穏やかな滑走状態を評価した例がある。しかし、高速滑走における飛沫の広がりは、船体の長さスケールよりも大きくなるため、従来の方法では非効率が生じる。
そこで本研究では、特に高速の滑走状態を評価する目的で、粒子法に基づいた数値シミュレーションを開発している。基にした粒子法は、越塚らによって提唱されているMPS法であるが、3次元の滑走問題を実用的な計算時間で実現するため、幾つかの新たなモデルを導入した。滑らかな物体表面を粒子で模擬するため、鏡像粒子を導入し、従来の格子法と同様のslip/no-slip条件を実現した。また、これまでの非圧縮粒子法では、境界層内などにおいて空間解像度を高める事が困難であったが、計算粒子の合体・分裂の概念を導入し、空間解像度の制御を提案した。この技術は未完成であるが、格子法における解適合格子と同様の仕組みを、粒子法で実現するものとして、研究を継続中である。
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