サイドスラスターから噴出される噴流の理論的推定法に関する研究

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低速航行を行っている船舶,あるいは港湾内等において頻繁に離接岸を行う船舶においては,サイドスラスターを装備することが操船能率を向上させるため有効な手段の一つである。しかしながら,船舶が前進速度を伴って運動している場合には,船舶が停止している場合と比較してサイドスラスターが発生する推力は減少することが知られている。しかしながら,スラスターが発生する推力を理論的に精度良く推定する手法は未だ確立されていない。従って,本研究においてはサイドスラスターから噴出された噴流の経路や拡散状態について,理論的に精度良く推定する方法の開発を行った。まず、スラスター噴出口における流速と船舶の前進速度をパラメータとして、スラスターから噴出された噴流の経路の湾曲の程度や,拡散の発達の様子について模型試験結果を基に検討を行った。続いてスラスターからの噴流が存在する船舶の周囲の流れ場のモデル化を行った。流場のモデル化に際しては,噴流の経路の湾曲等に大きな影響を及ぼすと考えられる船体の水面下形状を十分考慮したモデルを開発した。さらに、本研究で開発したモデルを使用して、スラスターから噴出された噴流の発達の様子シミュレーション計算を行い,スラスターから噴出された噴流の経路およびその拡散状態の推定を行った。その結果、推定結果は実験値と比較してやや差がみられるものの,設定推力が小さいほど同一前進速度における横力およびモーメントの減少率が小さくなることを示した。