| 研究課題/領域番号 |
18560763
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
前田 正二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60219277)
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| 研究分担者 |
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
川村 隆文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (80334324)
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| キーワード | 格子生成方 / 数値キャビテーションタンネル / プロペラキャビテーション / プロペラ形状 / k-w乱流モデル / k-w-SST乱流モデル |
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| 研究概要 |
プロペラ周りのキャビテーション流れの計算精度を向上させるため、計算格子、乱流モデル、及びキャビテーションモデルについて詳細な検討を行った。まず、より精密な格子を生成するため、プロペラ翼の前後縁及び先端付近の形状を正確に表現できるパラメトリック曲面表現を考案した。この方法によると、圧力の変化が激しい翼前縁及び先端付近の流れをより正確に解くことが出来るため、キャビテーションの予測精度が向上することを示した。また、格子の影響を詳細に調査し、1翼あたり100万点程度の格子点数で収束解が得られることを示した。
乱流モデルについては、乱流遷移を考慮に入れたk-w-SSTモデルを導入することで、性能の予測精度が大幅に向上することを示した。従来のk-wモデルにおいては、トルクを過大評価する傾向があったが、遷移モデルによりこの傾向が抑制されることを示した。また、レイノルズ数影響についても検討を行った。以上は4つの異なるプロペラ形状について検証を行った結果得られた結論である。
さらに、プロペラ全翼周り流れの計算を行い、非定常キャビテーションによる変動圧力を求め、始めて実験と定量的な比較を行った。計算は1次成分において実験と同じオーダーの値が得られたが、2次、3次成分については実験よりもかなり小さな値となった。今後はキャビテーションモデル及び、プロペラから離れた領域の格子についても検討を加えることで、圧力変動の予測精度を向上させることを目指す。
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