2009 Fiscal Year Annual Research Report
三次元離散渦法を適用した斜航船体に作用する流体力推定法の開発に関する研究
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21560833
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
古川 芳孝 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 教授 (90253492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
茨木 洋 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (20274508)
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| Keywords | 船体流体力 / 三次元離散渦法 / 渦モデル / 大斜航角 / 高レイノルズ数流れ |
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| Research Abstract |
三次元離散渦法に基づく流場推定においては,物体から流出する渦要素の導入方法が推定精度に大きな影響を与えることから,渦要素の導入時における渦層の高さや渦核半径が流体力の推定結果に及ぼす影響について検討を行った。その結果,渦層高さを高く設定した場合には,抗力係数・揚力係数ともに小さな値となり,計算精度が悪化することが分かった。また,初期渦核半径については,その値が小さくなるほど計算精度は良くなるが,小さくとり過ぎると計算が発散することが分かった。従って,解析するレイノルズ数,渦層高さ,導入される渦度により,適切な初期渦核半径の値を設定する必要がある。
続いて,乱流場を精度良く表現することを目的として,流場に存在する渦度を離散化するために導入している渦blobに代えて,境界層域の計算に対して渦blockを用いるモデル,ならびに渦sheetを用いるモデルについて検討を行った。三次元円柱を対象として流場ならびに流体力の推定を行ったが,両モデルとも乱流域の推定精度を向上させるには至らなかったため,さらなる検討を継続して行う必要がある。また,船体を周りの流場ならびに圧力計算のために,数値計算プログラムの拡張に着手した。次年度も引き続き開発を継続する。
一方,船体流体力の推定精度の系統的な検証を行うためのデータの蓄積を目的として,九州大学船舶運動性能試験水槽において,大斜航角運動時に船体に作用する流体力の計測実験を実施した。本実験によって得られた計測データは,来年度以降の船体を対象とした流体力の推定結果の精度確認のために利用する予定である。
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