| 研究概要 |
本研究の内容は次のような3つの課題に分類することが出来る。
1)細長体理論を船体まわりの自由表面流れに適用し、自由表面形状,船体表面流線,圧力分布,造波抵抗等の計算を行う。
2)船体まわりの自由表面上の非線形境界条件を満足する解を境界要素法の繰り返し計算によって数値的に求め、自由表面形状,船体表面圧力分布,造波低抗の計算を行う。
3)模型船の船首付近の自由表面現象について、特に表面張力の影響に著目して実験観察を行い、理論を用いてこの現象を解明する。
課題1)については昭和58年度までに予備的研究が行われており、理論式の展開等はほゞ完成しているが、数値計算法についてはいくつかの問題点が残されていた。今回の研究ではこれらの問題点を解決し、さらに実用を目的とした計算に便利なプログラムの開発を行った。またこれまでに取り上げられていなかった斜航する船体に関する計算も行い、水面上の波紋、横方向の力およびモーメントの計算も行った。しかし得られた結果は精度の面で不充分な点が多いことが見出されたので、さらに精度の高い計算法の開発を行ったが、最終結果を得るには至っていない。
課題2)については肥大船のまわりの自由表面流れの計算法として考案された抵速理論を出発点として、自由表面条件の非線形項を取り入れた境界値問題を繰り返し計算によって解く方法を開発した。簡単な数式で表示される船型およびseries-60船型について、自由表面形状,圧力分布,造波抵抗を計算し、水槽実験と比較した結果は良好な一致を示し、肥大船を含む実用船型の造波抵抗計算法として実用性が確認された。
課題3)については、界面活性剤を用いて表面張力を除去して水槽試験を行うことにより、模型船首まわりの自由表面現象における表面張力の影響を明らかにすることが出来た。その結果模型試験においてこの影響が無視出来ないことがわかった。
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