高次要素を用いた結合境界積分方程式法による船の非定常造波問題に関する研究

高阶元耦合边界积分方程法研究船舶非定常波浪产生问题

• 批准号: 07751017
• 负责人: 岩下 英嗣
• 金额: $ 0.64万
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07751017/
• 关键词: 高次要素; 非定常造波; スプライン関数; 線積分; 結合積分方程式法

当初の目的であった、結合積分方程式法の高次要素導入による計算精度向上のためには、まずその基本となるグリーン関数法の精度向上が必要である。そこで支配方程式、自由表面条件、水底条件、放射条件等を解析的に満足する流体力学的特異点を船体表面に分布させその分布関数を船体表面条件を満足するように決定する、いわゆるグリーン関数法に対して高次要素の適用を試みた。高次要素としては各種のものが知られているが、ここで用いたのはランキンパネル法などにおいて自由表面上の速度ポテンシャル分布を表現するのに用いられているスプライン関数である。船体形状および船体表面上の速度ポテンシャルの分布を2次元のスプライン関数で表わし、積分方程式をスプライン定数を未知数とするように書き換える。この場合、グリーン関数とスプライン関数の積で表わされる湾曲要素面内での特異積分を精度よく行う必要があるが、これに関しては分点追加型の自動積分法を駆使した計算法を新たに開発して用いている。この解法により得られた結果と水槽試験結果等との比較を通じて、従来の一定要素の仮定に基づく解法に比べてより少ない要素数でより高精度の数値解が得られることが分かったのみでなく、積分方程式のマトリックスが特異になることによる数値解の不安定現象が回避できることや船体と水線面とに沿う線積分項を精度よく計算に取り入れられることなどが判明した。今回開発した解法を、船体をとりまく仮想検査面上に適用して船体近傍の流場との結合を行なえば結合境界積分方程式法となるが、現時点でその解法の完成までは達成できない。引続き研究を継続する予定である。

The purpose of this paper is to introduce the higher order elements of the integral equation method, and the accuracy of the calculation is necessary. The governing equations, free surface conditions, water bottom conditions, radiation conditions, etc. are analyzed in detail. The special points of the fluid mechanics, the distribution of the relevant numbers, and the application of the higher-order factors are determined. High order elements are used to express the velocity distribution on a free surface. The hull shape and the velocity distribution on the hull surface are expressed in two dimensions, and the integral equation is expressed in two dimensions, and the integral equation is expressed in two dimensions. In this case, the calculation method of automatic integration of point addition type is newly developed. The solution of this problem is obtained by comparing the results of water tank test, etc. The solution of this problem is obtained by comparing the results of water tank test with the results of water tank test. The integral equation is unique, and the numerical solution is unstable. The hull and water surface are integrated along the line. The accuracy is calculated. The solution of this problem can be achieved by the integration of potential flow near the hull and boundary integral equation method. A study of the relationship between the two countries.

项目成果

伊東章雄: "斜波中を航走する肥大船に働く波力について(第4報)" 日本造船学会論文集. 第178号. 161-168 (1995)

Akio Ito：“关于作用在斜波中航行的大型船舶上的波浪力（第四次报告）”日本造船学会汇刊第 178. 161-168（1995 年）。