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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750662/
• 关键词: 変動圧力; 非定常流場; 非線形定常流場; ポテンシャル理論; ランキンパネル法; 完全非線形; 定常造波問題; 非定常造波問題; diffraction wave

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。

This study で は, three yuan, the numerical calculation method を with い を て waves at the traffic go す の る ship wave problem に masato す る nonlinear boundary numerical き を solutions, special に hull に role す る wave - move 圧 に masato し て, nonlinear influence が qualitative, quantitative に ど の degree で あ る の か を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. Yesterday annual の research に お い て が を ship navigation and static water go す る stationary problem に masato す る fully nonlinear computing を い, linear theory で は consider で き な か っ た surface の hull shape の を に calculation results reflect で き る よ う に な っ て い る. ま た, そ こ で have ら れ た the numerical solution of か ら の unsteady problem in wave を Cha う interstate に necessary と な る steady flow field calculation is の influence item を し, non Chang Zao wave problem に masato す る boundary numerical problem を に of the numerical solution く gimmick の open 発 も ほ ぼ finished し て お り, this study の ribs と な る purpose を お お よ そ reached し て い る Duan Jie に あ っ た. そ こ で, this annual は, open 発 し た theoretical calculation method more を く の form や walrus conditions of で し, ら れ た を the numerical results be 験 の や linear theory calculation results な ど と compare す る こ と に よ り calculation method の justice を 検 card し た. Slender ship form に つ い て は, past の be 験 デ ー タ と this method に よ る compare を い, nonlinear steady flow field の を consider す る こ と に よ り hull に 働 く flow physical や hull movement な ど を よ り presumption has high precision い で で き る こ と を shown し た. ま た, nonlinear influence nearly が bow alongside で に big き く now れ る こ と を waveform の 観 point か ら quantitative に shown す こ と が で き た. Side, mast type に つ い て は Series 60 (C_b = 0.8) を の model with い た sink be 験 を line い, ship all に す る flow physical の み な ら ず, dynamic pressure variations の generation わ り と し て よ り measuring の easy な を unsteady flow field measuring し calculate numerical と compare し た. Slender ship に than べ て, nonlinear steady flow field の は bow nearly alongside で よ り big き く な る も の の, wave collapse れ な ど の influence に よ り measuring numerical と calculation on numerical の numerical に は か な り big き な conceives が see ら れ る こ と が.at し た. Hypertrophy of ship bow の nearly alongside で は viscosity influence が dominate と な る と presumption さ れ, そ の influence on Ming and お の よ び そ の influence を ポ テ ン シ ャ ル theory に よ り simple presumption で き る よ う な モ デ ル の open 発 が future necessary に な る も の と think わ れ る.

项目成果

Hidetsugu Iwashita: "Evaluation of the Second Derivatives of the Seakeeping Green Function" STG-Sprechtag, Schiffbau technishe Gesellschafte.V.(1998)

Hidetsugu Iwashita：“耐波性格林函数的二阶导数的评估”STG-Sprechtag，Schiffbau technishe Gesellschafte.V.(1998)

Iwashita,H.: "On Unsteady Waves Generated by a Blunt Ship with Forward Speed in Waves"Proc.15th International Workshop on Water Wates and Floating Bodies. 87-90 (2000)

Iwashita,H.：“关于波浪中前进速度的钝船产生的不稳定波浪”，第 15 届国际水体和漂浮体研讨会。

Iwashita,H.: "Prediction of Diffraction Waves of Blunt Ship with Forward Speed Taking account of the Steady Nonlinear Wave Field"Proc.2nd Numerical Towing Tank Symposium. (1999)

Iwashita,H.：“考虑稳定非线性波场的钝船前进速度的衍射波的预测”Proc.第二届数值拖曳水池研讨会。

Hidetsugu Iwashita: "Seakeeping Computations of a Blunt Ship Capturing the Influence of the Steady Flow" Ship Technology Research. Vol.45 No.4. 159-171 (1998)

Hidetsugu Iwashita：“捕捉稳定流影响的钝船的耐波性计算”船舶技术研究。

Iwashita,H.: "Diffraction Waves of a Blunt Ship with Forward Speed Taking account of the Steady Nonlinear Wave Field"Proc,14th International Workshop on Water Waves and Floating Bodies. 48-51 (1999)

Iwashita,H.：“考虑稳定非线性波场的前进速度钝船的衍射波”Proc，第 14 届国际水波和浮体研讨会。