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キャビテーションによる衝撃圧力の数値予測法に関する研究

空化冲击压力数值预测方法研究

基本信息

批准号：
20760555
负责人：
川村隆文
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20760555/
关键词：
キャビテーション衝撃力数値予測

项目摘要

本研究ではマクロスケールとミクロスケールのシミュレーション技術を結びつけることにより、従来予測不可能であった翼やプロペラなどにおける衝撃圧力の発生を直接予測できるようにすることを目的としている。初年度である今年度は、膜状のキャビティが気泡群になるまでの過程のモデリングなどの要素技術の研究を行った。膜状のキャビティが崩壊し、気泡群となる過程は十分理解されていないため、実験による詳細な観察が必要である。このため、舶用キャビテーションタンネルと2次元翼型模型を用い現象を再現し、高速度カメラによる詳細な観察を行った。船尾の伴流中で作動するプロペラに発生するキャビテーションおよび船体表面の変動圧力を予測するため、既存モデルを用いた数値シミュレーションを行い、圧力変動が大幅に過小評価されることを確認した。また、計算格子や計算条件等の検討から、過小評価の原因は既存モデルにあることを明らかにした。特に、高次成分に対しての過小評価が顕著であることを示した。改良の方向性として、圧力変化による気泡の成長と収縮を表す方程式と、気泡の分裂や合体を通じて気泡の数が変化することを表現する方程式を連立させることを計画し、気泡群の生成過程のモデリングの検討を行った。既存のキャビテーションモデルの適用範囲と、圧力変動の予測の可能性については、過去にほとんど知見が無く、以上に述べた今年度の研究成果は大きな意義を持つものである。

This study aims to predict the occurrence of shock pressure directly by using the technology of shock absorption and shock absorption. In the first year of this year, the research on the technology of film and film elements in the process of bubble formation was carried out. The process of film formation is well understood and detailed observation is necessary. The two-dimensional airfoil model is used to reproduce the phenomenon of high speed and detailed observation. The ship's stern motion is predicted to be too small. The reason for the calculation of lattice conditions and the like is that they are too small. Special, high-level components are too small to comment on improve directionality, pressure variation, bubble growth and contraction equation, bubble splitting and aggregation equation, bubble numb variation equation, bubble generation process and evolution equation. The application range of existing solutions, the possibility of prediction of pressure changes, the lack of knowledge in the past, and the research results of this year are of great significance.