| 研究課題/領域番号 |
09651016
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
船舶工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
安澤 幸隆 九州大学, 工学部, 助教授 (10191123)
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| 研究分担者 |
豊田 和隆 九州大学, 工学部, 助手 (10274507)
前田 正広 九州大学, 工学部, 助手 (70173713)
香川 洸二 九州大学, 工学部, 教授 (00253500)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 超高速船 / ウォータージェット / 振動 / 流力弾性 / 有限要素法 / 境界要素法 |
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| 研究概要 |
高速船の推進器に用いられているウォータージェット推進器の構造について調査し、そのダクト内の流速分布を数値解析によって求め、推進器ダクト部分の構造を有限要素を用いてモデル化した。ダクト内を流体が流れているときの振動特性を調べるために、流体部を境界要素を用いて定式化し、一様流速Uを有するポテンシャル流れがダクト構造に接しているときの付加剛性マトリックス、付加粘性マトリックス、付加水質量マトリックスを定式化した。
その結果、付加剛性マトリックスは見かけ上剛性を減らす効果があり、流速の自乗と流体の密度に比例し、付加減衰マトリックスは流速と流体密度に比例しており、付加水質量マトリックスは流体密度に比例するが流体の速度には依存しないことがわかった。これにより、ダクト内の流体の流速に応じて固有振動数が低下して、不安定振動が発生する可能性があることがわかった。
ダクト内は薄板構造でできており、隣接するパネルや対向するパネルと流体を通して連成することがわかった。その連成モードにおける同相モード、反相モード、呼吸モードについて特性を開発した数値解析により明らかにした。数値解析結果の妥当性を実験によって明らかにした。
また、流体部の解析においては速度ポテンシャルの接線方向勾配も利用する新しい連成解析法を本研究によって提案している。
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