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得られた成果
1.1 基礎粘性流場推定法構築
(1)位置付け
本推定法は、波の発生を考慮しない状態で粘性流場の高精度計算に着目して船体周囲流場を支配する基礎流場を数値的に解くことを目的とする。自由表面を持つ水上船は、波を起こし、プロペラの作用を受けて航走するから、本来はこれらを全て考慮して解くのが正統であるが、複雑で、かつ数値計算上の問題も残されているため、正面から一度に取り組むのは非効率的である。肥大船では粘性抵抗が全抵抗の大部分を占めており、これの解明が最も重要であることを考え、まず、波の影響をとりあえず無視した基礎粘性流場に集中して計算法を確立する。これを基盤として波の影響(造波粘性流場)とプロペラ作用の影響(自航時粘性流場)の研究を行った。
(2)数値計算法
船体周囲流場を支配するRANS方程式を差分法で解く。推定法構築の手順としては
(a)NS方程式の数値解法(NSコード)の作成
(b)グリッド生成法
(c)乱流モデルの選定・改良
(d)Post処理法
(e)計算法構築
(f)適応性検討・評価? 繰り返し研究へ
・NSコードとしてNICE法とWISDAM法を選定、推定法として改良
・開発した。・パラメータスタディ:数値計算は沢山の近似から成り立つ。第1年度にこの構成パラメータについてEWS/スーパーコンピュータによる膨大な組み合わせ計算を実施、船型追従性を調べ、改良すべき課題を抽出した。
・改良課題
(a)乱流モデル改良:船尾流場の推定精度向上(縦渦、伴流のくびれが推定不可)
(b)格子生成法改良:スターンバルブなど最近の船型への適用
(c)NSコード改良:ロバストネス
(d)Post処理法:設計情報の表現・CG表示法
(3)模型試験乱流モデルの改良の為、模型船のレイノルズ応力分布の計測が必要。計算結果と比較、その差違を流体力学的解釈を加えてモデルの改良を図る。肥大船尾の詳細な計測例は世界的に殆ど皆無であり、計測法解析法を検討し高精度なデータを取得、乱流モデルの改良に活用すると共に、今後のCFD計算評価用データが構築できた。
・模型船:2隻SR196A/SR196C船型寸法:Lppm 3.0m、風洞試験実船想定(Lpp×B×d=320.0m×53.3m×19.3m,Cb=0.802)
・実験計測:3次元熱線流速計/トラバース装置、計測断面:SS1,1/2,1/8,Prop.平均流速/レイノルズ応力分布 動粘性係数などの導出

 

 

 

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