2015 Fiscal Year Annual Research Report
船体、プロペラ、舵、付加物の相互干渉流場数値計算に対する新しい体積力分布の導入
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24246142
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
戸田 保幸 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20172166)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 清重 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10135668)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | CFD / プロペラ船体干渉 / 体積力モデル / 操縦運動 / 波動中運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでは粘性流計算の中で体積力分布を表現する場合、非粘性のプロペラ性能プログラムと併用していた。そこでは粘性流計算で得られた流速から非粘性計算で求められる誘導速度を引き算したものを、非粘性計算で用いられる入力として用いるのが現状である。これに対して本研究では体積力位置の粘性流プログラムの結果は体積力をおくことにより自動的に発生する後流渦による誘導速度も含むため、上記の計算では誘導速度を足し合わせた流速が得られているとして直接これを用いて体積力分布を決定するものである。この手法を適用して得られた本年度の成果は以下のとおりである。
１．波浪中をプロペラ作動状態で前進する模型船の推力変動を計測し比較した。この計測ではこれまで言われているように波の山がプロペラ位置に来るときに推力が低く（流入速度が大きい）、谷のときに推力が大きいという傾向は示すものの位相の遅れや正弦関数とは異なる変動をすることが示され、今回の手法を用い、精度よく推定可能であることを示した。
２．舵に付いたフィンの影響につき調査した結果、本手法を適用すればフィンによる流れ場の変化、推進性能の変化を精度よく推定できることがわかった。またダクト付き船体周りの流れの計測と計算を行い比較し適用可能であることを示した。
３．１は満載状態で十分プロペラ没水深度が深い場合であったが、バラスト状態についても波浪中自航試験、プロペラ作動時の流れ場の計測を行った。現状のモデルでは空気吸い込みを表現できていないため推力を過大評価していることがわかった。関連して船体のない状態で波浪中没水深度が浅い場合について実験、計算を行った。これによると展開面積比が大きい場合は現状の1翼通過時間での時間平均体積力分布でも推定可能であることが示された。展開面積比が小さい場合は空気吸い込みが起こり、何らかのモデル化が必要であることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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