2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14550860
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| Research Institution | 神戸商船大学 |
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Principal Investigator |
西尾 茂 神戸商船大学, 商船学部, 助教授 (30208136)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 康明 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10134454)
定兼 廣行 神戸商船大学, 商船学部, 教授 (80081389)
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| Keywords | 魚類 / 推進 / 流体力 / 多関節翼 / バイオメカニクス / CFD / PIV / 可視化 |
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| Research Abstract |
本年度は,魚類型推進のメカニズム解析に関して研究活動を行い,以下の成果を得た.
(1)作業環境の統合とデータの互換性の確立
本研究は回流水槽における模型実験と数値流体力学による計算から構成される.研究分担者が2つの大学にまたがり,当初は別個に開発されてきた環境から本研究は始められるため,魚の運動データならびに実験と計算の結果の共有ならびに相互比較を行うための環境整備とデータの互換性の確立を図った.これには,実験装置と数値計算で用いているモデルの違いや境界条件の設定,結果の比較方法などを総合的に検討する必要があり,このシステムの実現を行った.
(2)翼運動データの系統的分析に関する検討
魚類型推進における翼運動の記述には種々の方法が考えられる.本研究では可変のキャンバーラインをもつ2次元翼を対象に翼運動を進行波で表現することとし,翼の振動数,振幅分布,位相速度で表現することとした.本研究では実験と数値計算の実施計画を立てる段階で,これらのパラメターの意味や自由度などについての検討を行った.例えば,進行波の位相速度の翼面上での変化など,単純な進行波ではなく,振幅ならびに位相速度が可変の自由度の高い翼運動のパラメター分析が必要である結論に達した.
(3)魚類型推進分析法の開発と実験・数値計算結果の比較
本年度は翼運動の位相速度と推進力の関係に着目し,これについての流体力計測を行い,両者の結果を基に推進特性の検討を行った結果の分析にあたっては,自航速度における推力ならびに抵抗の分析を行うための推定法を提案するとともに,推力の位相速度への依存性についての基礎的検討を行った.さらに,実験と同じ条件における流場の数値計算を実施し,流体力ならびに流場の比較を行い,数値計算でも実験と同様の流体力特性が求められることを確認するとともに,推進効率分析を可能とする基礎的データの収集を行った.
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