2020 Fiscal Year Research-status Report
多様な障害物を考慮した閉鎖空間における複雑気流場の実用的換気解析モデルの開発
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19K04942
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
木村 新太 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 (30582556)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 泰資 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (10240764)
岡 秀行 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 (80399518)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 質量保存流速場モデル / MASCON / 後流 / 換気解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動車運搬船やカーフェリー等の車両区域における換気流場は、ガーダーやウェブ等の船体構造や、積載車両等の障害物によって複雑な気流性状となる。本研究では、このような障害物の影響を考慮した車両区域における実用的な換気解析モデルを開発するとともに、当該モデルに必要不可欠な物体回りの渦流れ場に関する代数モデルの開発を行っている。
令和元年度に引き続いて令和二年度は、車両の後流に関する代数モデルの開発を行った。地面に接地している建物に適用される代数モデルをベースに、車両後部の寸法をパラメータとし、また車両後部近傍の双子渦を再現するよう近傍の渦領域の代数式を修正した。
ミュンヘン工科大学によって開発された自動車の一般モデルであるDrivAerモデルを対象として、Loughborough大学で実施された車両模型の風洞実験およびCFDモデルによる数値解析と、本研究によって開発した車両後部の渦に関する代数モデルを組み込んだMASCONモデルの結果の比較を行ったところ、CFDモデルよりも精度は劣るものの車両後部に特徴的な双子渦を再現した。実用性の観点から、本研究の解析モデルとCFDモデルの計算に要する時間を比較した結果、約300倍程度計算コストに優れることが分かった。CFDモデルによる計算は36コアのワークステーションを用いているが、本研究の解析モデルは8コアのノートパソコンによるものであり、計算資源の観点からも実用性があることが確かめられた。これらの内容は英文雑誌に掲載された。今後は、船内構造物であるガーダーやウェブのような幅や高さに対して奥行きが薄い板状の物体に適用される代数モデルを開発し、実用的な換気解析モデルの開発を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究が対象とする車両まわりに特徴的な流れ構造の再現に成功した。これらの結果に関する査読付き論文の発表や、国際会議における成果の公表も達成できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、車両後部の遠方にできる流れパターンの再現や、ガーダーやウェブなどの船体構造による流れ場への影響を再現するための代数モデルを開発していく。
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| Causes of Carryover |
数値解析モデルや、代数モデルの開発を中心に実施したため、次年度使用額を生じている。残額は風洞模型の作成等に使用することを予定している。
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Research Products
(3 results)
