ランキンソース法による波浪変動圧力の計算

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本年度はランキンソース法による波浪変動圧力の計算プログラムを作成した。このプログラムは2次のアイソパラメトリック要素を船体表面の境界要素に用い、2次のスプライン要素を自由表面の境界要素として用いている。また、タンカー等の肥えた船型の場合に問題になる、船首尾端での非一様流の影響も自由表面条件に取り込めるようになっている。このプログラムを用いていくつかの計算を実行した。まず始めに、プログラムの精度を確認するため半没楕円体に働く流体力の計算を行った。そして、従来公表されている実験結果との比較を行った。その結果、付加質量・減衰係数・波浪強制力等の流体力係数は実験値とよく一致することが分かった。また、船体表面に働く圧力分布も実験とよく一致することが分かった。次に、実用船型としてタンカー船型を選び、船体に働く流体力及びそれを用いて計算できる船体運動を計算した。そして、最近他の機関で計測され公表された実験結果と比較を行った。その結果、船体運動の計算値は実験値とよく一致することが分かった。また、そこで行われた船体運動の計算値を用いて、船が波浪中で運動を行っている場合の船体表面圧力についても計算を行い、実験結果と比較を行った。その結果、本研究で開発したプログラムによる計算値は、実験とよく一致し、従来良く用いられているストリップ法に較べて、よい結果を与えた。さらに、他のタンカー船型の模型を用いて、船首の水線部に圧力変換器を取り付け船体表面圧力の計測を行った。また、その結果と同じ条件で計算を行い、比較を行った。これらの結果より、本研究で開発したランキンソース法による波浪変動圧力の計算プログラムにより、当初考えていた通り精度のよい計算が出来ることが分かった。今後は、このプログラムにより他の船型の場合などの計算の精度を確かめる必要がある。