2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Towing Tank Simulator for Effective Use of Tank Facilities
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26630452
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
日野 孝則 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60373429)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 船舶流体力学 / 計算流体力学 / 水槽試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
船型試験や海洋開発の実験で用いられる種々の水槽施設は、その施設の大きさや特性により模型サイズや流れの条件が制限されるため、計測精度維持や実験パラメータ設定が困難になることも多い。一方、計算流体力学による数値シミュレーションは実験を補完するものとして、近年その活用が進んでいる。従来、数値シミュレーションは水槽実験の制限を取り払って「理想状態」の流れ解析を行う役割を担ってきた。本研究では逆の発想から、数値シミュレーション技術によって水槽実験状態を再現する試験水槽シミュレータを構築し、それによって水槽試験の精度評価や新たな水槽利用技術の展開を図ることを目的とする。
計算流体力学手法において複雑形状を扱うための手法の一つに重合格子法がある。これは、計算領域を互いにオーバーラップを許容した複数の格子ブロックでカバーし、それぞれのブロックの解を相互に補間することで、全体の流場を求める手法である、この重合格子法を用いて水槽試験シミュレータを構築した。具体的には、水槽形状を再現する格子ブロックとその中を航行する模型船のまわりの格子ブロックを用いることで、水槽環境の中での模型船まわりの流れを再現する数値シミュレーションを可能とする。
また、自航状態のシミュレーションを可能とするためのプロペラモデルの検討を行った。プロペラ性能を計算するプログラムとリンクし、プロペラの影響を体積力として表現する体積力モデルは、簡便な方法であるが効率よくプロペラ影響を考慮できる。この体積力プロペラモデルを上記の重合格子法に適合するように定式化した。
開発した水槽試験シミュレータにおける流れの計算によって、水槽壁における波の反射を確認するとともに、水槽実験結果に関する経験的なブロッケージ影響修正法とシミュレーション結果の比較により、本手法の有効性を確認した。
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Research Products
(1 results)
