| 研究課題/領域番号 |
63302038
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| 研究種目 |
総合研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
船舶抵抗・運動性能・計画
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
田中 一郎 (田中 一朗) 大阪大学, 工学部, 教授 (30028964)
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| 研究分担者 |
茂里 一紘 広島大学, 工学部, 教授 (90011171)
姫野 洋司 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081394)
梶谷 尚 東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
松村 清重 大阪大学, 工学部, 講師 (10135668)
鈴木 敏夫 大阪大学, 工学部, 教授 (80029107)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
16,100千円 (直接経費: 16,100千円)
1989年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
1988年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
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| キーワード | 最適船型 / 影響関数 / 摩擦抵抗 / 粘性圧力抵抗 / 最小抵抗 / 画像処理 / 非対称船尾船 / C字型船型 / ステレオ写真 / 乱流モデル / 厚い境界層理論 / 非線形計画法 |
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| 研究概要 |
本研究は近年の省エネルギ-化、船内居住性に対する振動、騒音の軽減等の要求に答えるべく、船尾形状の最適船型設計法を確立することを目的として実施された。主な結果を以下に示す。
(1)流場の様子、抵抗と船型要素との関係を明らかにするために、船型をルイス・フォ-ムの3つのパラメ-タ-(相当回転体半径、偏平度、へこみ度)分布で表し、これらのパラメタ-と境界層パラメタ-との関係を陽に表現したところ、実験値を十分説明できることがわかった。
(2)船体を微小変形させた場合の流場、摩擦抵抗の変化とルイス・フォ-ムパラメタ-との関係を陽に表現した上、任意の船体横断面でこれらのパラメタ-に単位増分を加えてフレ-ムラインを変形させたときの抵抗増分を船長方向の関数(影響関数)として求めた。適当な母船を選び影響関数の示す通り船型改良を行ったところ、摩擦抵抗は全抵抗の0.5%程度軽減できることがわかった。
(3)(2)と同様な影響関数法を用いて、ルイス・フォ-ム・パラメタ-と粘性圧力抵抗との関係を陽に表現し、船型改良を行ったところ粘性圧力抵抗は全抵抗の2%程度軽減できることがわかった。
(4)最適船型設計手法への数値解を用いることの可能性を調査するため、粘性抵抗が最小となる2次元物体形状を求める問題を定式化した。順問題にはナビエ・スト-クス方程式の数値解を用い、逆問題には許容方向法を用いて両手順を反復計算したところ、妥当な前後非対称形状を得た。
(5)可視化写真のトレ-サ-非分離処理による流場計測法を開発した。この手法は輝度勾配に回転作用素をかけ、輝度勾配に一方向性を持たせたものであり、比較的簡単に流向を求め得ることがわかった。また、輝度勾配から流速ベクトルを算出する方法も示した。
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