| 研究課題/領域番号 |
19K04942
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
木村 新太 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30582556)
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| 研究分担者 |
岡 泰資 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (10240764)
岡 秀行 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80399518)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 質量保存流速場モデル / MASCON / 後流 / 換気解析 |
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| 研究実績の概要 |
自動車運搬船やカーフェリー等の車両区域における換気流場は、ガーダーやウェブ等の船体構造や、積載車両等の障害物によって複雑な気流性状となる。本研究では、このような障害物の影響を考慮した車両区域における実用的な換気解析モデルを開発するとともに、当該モデルに必要不可欠な物体回りの渦流れ場に関する代数モデルの開発を行っている。
令和元年および2年度にかけて、車両の正面から近接する流れによって車両背面に生じる特有の双子渦について、従来のRockleが提案している代数モデルを拡張に試み、代数式を修正することで双子渦をMASCONモデルによる数値計算によって再現することに成功した。構築した代数モデルについて、独国ミュンヘン工科大学によって開発された車両の一般モデルDrivAerモデルを対象として、英国ラフバロー大学の風洞装置による車両模型を用いた流れ場計測実験結果と比較して、まずまずの再現が可能であることを確認した。なお、36コアのワークステーションを用いたCFD解析と、8コアのノートパソコンを用いたMASCONモデルによる解析に要する計算コストを比較した結果、MASCONモデルは約300分の1の計算時間で結果が得られ、実用性が高いことが分かった。令和3年度は、ガーダーやウェブのような厚みが薄い板のまわりの渦流れについて、風洞模型を用いて可視化実験を実施した。その結果、風洞の長手方向に厚みのある物体の場合とは異なり、物体上面で剥離した流れがより下流側で再付着していく様子が確認された。この現象は、従来のRockleが提案している代数モデルでは再現できなかったため、TaylorらのShelterモデルを用いることで再現を試み、その適用性について確認した。
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