2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of analytical method on high-lift composite sail by using fluid-structure interaction system
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26420833
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
高見 朋希 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 (50586683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田原 裕介 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 (10264805)
瀧本 忠教 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 (20466238)
藤本 修平 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 (80586686)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 流体構造連成 / 画像解析法 / 帆船 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではレイノルズ平均ナビエストークス方程式法CFD（RANS-CFD）と幾何学的非線形性を考慮した非線形有限要素法をネットワーク透過型で自動制御が可能なシステムを提案する。オートメッシャーには海上技術安全研究所で開発した重合格子生成・重合情報計算法GTOOL (Version 1) を用い、RANS-CFD法に同研究所で開発したマルチブロック・重合格子対応型CFD（NAGISA V.β）を用いることにより、実機搭載を視野に入れた場合に発生する複数帆配置問題に対応可能なシステムを構築する。一方で、開発するシステムは、システムのインターフェースの改良による解析精度・安定性の向上が必要であるため、風洞試験による帆の変形量の検証を行った。高揚力帆の変形量測定には、本研究ではデジタルカメラにより撮影した数枚の画像から３D形状を復元する手法を風洞試験に適用し、安価かつ簡易な帆の変形量計測を可能とした。
風洞試験結果について、3DスキャナとSFM/PMVSによる軟帆の変形計測結果を比較した結果、SFM/PMVSによる計測結果も3Dスキャナとほぼ同精度を有していることが確認できた。また、CFD-FEM連成計算により変形を伴う帆の流体力係数を精度良く推定できることを確認した。さらに、実船搭載を想定した2機の三角帆を有する高揚力帆試験体の風洞試験を行い、風速が上がるにつれて、または帆の間隔が近くなるにつれて干渉影響が大きくなり、レイノルズ相似則の範囲内では推定が困難な領域が現れることを示した。
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