2010 Fiscal Year Annual Research Report
大規模剥離を伴うセール周り流れの詳細計測とCFD計算のバリデーション
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21560839
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
増山 豊 金沢工業大学, 工学部, 教授 (10101362)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
深沢 塔一 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (80143171)
田原 裕介 海上技術安全研究所, CFD研究開発センター, 上席研究員 (10264805)
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| Keywords | 船舶工学 / セール周り流れ / CFD / 風洞試験 / バリデーション / 大規模剥離 / 模型セール / 3次元形状解析 |
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| Research Abstract |
(1) 風洞試験用セール模型の製作
メインセール、ジブ、スピネカー(パラシュート状セール)の風洞用模型を数種類製作した。製作にあたっては専門のセールメーカーに依頼して、正確に布地のパネルをカットして製作した。
(2) 風洞試験用模型支持装置などの改良
平成21年度に製作した風洞試験用模型支持装置を改良した。これらは、固定台と水平面内に回転するターンテーブル、ならびにこの上に取付けられた検力計支持装置から構成されている。さらに検力計にはマストを取付けた模型船が固定されている。模型船はセールを展開するとともに、遠隔操作によってセール形状を調整できるようなモーターシステムを内蔵している。また、セール形状を撮影して数値化するためのシステムも改良した。
(3) 風洞試験の実施
上記の模型支持装置に、新しく製作した模型セールを取付けて風洞試験を行った。本実験は、金沢工業大学が現有する風洞設備を用いて行った。セールは柔らかなフィルム製であるため、調整によって形状が大きく変化する。このため実験時に、セールメーカーの技術者とともに形状をチェックしながら計測を行った。
(4) CFD計算
数値化されたセール形状をもとにCFD計算を行った。CFD計算には研究分担者である、田原が開発したRANS法によるソルバーであるFLOWPACKを用いた。この結果と実測された流体力を比較し、大規模剥離を伴う流れに適用すべき乱流モデルや、メッシュ分割法について検討を行った。これによって、計算結果と実測値は非常によく一致していることが分かり、FLOWPACKがこのような大規模剥離を伴う流れの計算に十分対応していることが明らかになった。
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