| 研究課題/領域番号 |
18360425
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| 研究機関 | 独立行政法人海上技術安全研究所 |
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研究代表者 |
日野 孝則 独立行政法人海上技術安全研究所, CFD研究開発センター, センター長 (60373429)
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| 研究分担者 |
平田 信行 独立行政法人海上技術安全研究所, CFD研究開発センター, 上席研究員 (70358399)
佐藤 陽平 独立行政法人海上技術安全研究所, CFD研究開発センター, 研究員 (10358400)
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| キーワード | 船舶工学 / 液体工学 / CFD / ウォータージェット推進 / 高速船 |
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| 研究概要 |
ウォータージェット推進時の船体まわり流れシミュレーションの基礎となる以下の要素技術について開発を行った。
1.ウォータージェット推進器のモデル開発
ウォータージェット推進器については、ダクト形状をモデル化し、ダクト流れのシミュレーションを行った。ウォータージェットダクトの流れは、取水口前方の境界層の挙動や取水口における剥離の有無、あるいはノズルから噴流として放出される流れの挙動など種々の流体現象が複合している。シミュレーション結果を実験計結果と比較し、基本的な流場の特性が再現されていることを確認した。
2.高速船まわりの流れのモデル開発
高速船まわりの流れのシミュレーションに関しては、自由表面の大変形を伴う造波現象のモデルおよび高速航行時の船体姿勢の推定モデルを検討した。高速船の造波では砕波現象が流場へ大きな影響を与えていると考えられる。レベルセット法による自由表面モデルを用いて、高速航行時の自由表面流れを計算した結果、船首に発生する大波高の波のシミュレーションが可能であることがわかった。また、船体姿勢変化を扱うために、計算結果から船体表面に働く流体力を抽出し、船体の浮上/沈下力やトリムモーメントを求め、それらがバランスするように船体姿勢変化を計算するルーチンを作成し、その妥当性を検証した。
3.曳航時の船体まわり流れのシミュレーション
2.で開発した手法を用いて、曳航時の高速船まわり流れのシミュレーションを行った。計算結果を実験結果と比較して妥当性を検討した。
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