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波浪中を航走する船の非線形変動圧力推定法に関する研究

船舶波浪航行非线性脉动压力估算方法研究

基本信息

批准号：
10750662
负责人：
岩下英嗣
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、三次元数値計算法を用いて波浪中を航走する船の造波問題に関する非線形境界値問題を解き、特に船体に作用する波浪変動圧に関して、非線形影響が定性的・定量的にどの程度であるのかを明らかにすることを目的としている。昨年度の研究において、静水中を船が航走する定常問題に関する完全非線形計算を行い、線形理論では考慮できなかった水面上の船体形状の影響を計算結果に反映できるようになっている。また、そこで得られた数値解から波浪中の非定常問題を扱う際に必要となる定常流場の影響項を計算し、非定常造波問題に関する境界値問題を数値的に解く手法の開発もほぼ完了しており、本研究の骨子となる目的をおおよそ達成している段階にあった。そこで、本年度は、開発した理論計算法を多くの船型や海象条件で適用し、得られた数値結果を実験結果や線形理論の計算結果などと比較することにより計算法の妥当性を検証した。細長船型については、過去の実験データと本計算法による比較を行い、非線形定常流場の影響を考慮することにより船体に働く流体力や船体運動などをより高い精度で推定できることを示した。また、非線形影響が船首近傍で特に大きく現れることを波形の観点から定量的に示すことができた。一方、肥大船型についてはSeries-60(C_b=0.8)の模型を用いた水槽実験を行い、船全体に作用する流体力のみならず、変動圧力の代わりとしてより計測の容易な非定常流場を計測し計算値と比較した。細長船に比べて、非線形定常流場の影響は船首近傍でより大きくなるものの、波崩れなどの影響により計測値と計算値の値にはかなり大きな相違が見られることが判明した。肥大船の船首近傍では粘性影響が支配的となると推定され、その影響の究明、およびその影響をポテンシャル理論により簡易推定できるようなモデルの開発が今後必要になるものと思われる。

In this study, the three-dimensional numerical value calculation method is used to solve the wave-making problem of the ship sailing in the wave, and the non-linear boundary value problem is solved, and the special hull design is used. The degree of qualitative and quantitative effects of non-linear effects such as wave movement, pressure, and closing are determined by the purpose of the analysis. Last year's research, the ship's sailing in still water, the steady problem, the completely non-linear calculation, the linear calculation Theoretically, the influence of the hull shape on the water surface is taken into account, and the calculation results are reflected in the calculation results.また、そこで得られた numerical value solution からUnsteady problem in waves の无码不卡にNecessary となるSteady flow field influence term をcalculation し、Unsteady wave-making problem に Close すThe solution to the realm value problem and the number of values are solved. The purpose of this study was achieved step by step.そこで、This year's は、Open 発したTheoretical calculation method を多くの Ship type やThe walrus conditions are applicable し、Get られたnumber value result The result is a comparison of the calculation results of the linear theory and a proof of the validity of the calculation method. Slender ship shapeについては, past calculation methodによる comparisonを行い, influence of non-linear steady flow fieldをConsidering the movement of the hull and the fluid force of the hull, the movement of the hull has been estimated with high accuracy. The influence of non-linear effects on the ship's bow is large and the waveform point is quantitatively displayed. One side, the large ship type model of the Series-60 (C_b=0.8), the water tank, the whole ship The action of the fluid force is easy, and the dynamic pressure force is easy to measure. The unsteady flow field is measured and calculated. The comparison is done. The influence of the slender ship, the influence of the non-linear steady flow field, the large bow near the bow, and the wave collapseどのeffectによりmeasurement値とcalculation〤の値にはかなり大きなconflictが见られることがdeterminationした. The fat ship's bow is close to the bow and the viscous influence is controlled. The theory of ポテンシャルによりsimplified inferenceできるようなモデルの开発が will be necessary in the future になるものと思われる.