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A Study on Fluid Characteristics of Wake Field Utilizing Hull Forms and Flow Field Database

利用船体形式和流场数据库研究尾流场流体特性

基本信息

批准号：
20K04954
负责人：
一ノ瀬康雄
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-11-15 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は船型・流場データベースの構築とこのデータベースの分析手法を提案し、三次元剥離を伴う複雑な船尾伴流場の流場特性を体系化することを目的としている。本研究では、まずこれまで内航肥大船に限定されていた船型・流場データベースをPCCやコンテナ船などの痩せ型船型にも拡張し、船型・流場データベースにより汎用性を持たせた。次に、船型データベースの体系化および推進性能の可視化を目的として、これまで二つや三つの基本船型の組み合わせのみに限定されていた船型のブレンディング手法を基礎に、この手法に重心座標系の概念を導入することで任意の数の船型を基底とする船型座標系（Hull-form Coordinate System）を開発した。この座標系は船型設計空間の性能分布の可視化にとどまらず、船型の自動生成にも活用可能な汎用性のある船型設計空間モデルである。さらに、本研究では船型・流場データベースのサロゲートモデルを新たな船体表現手法（IHR: Imaged-based Hull Form Representation）とConvolutional Neural Network　(CNN)で構築した。このモデルは船型設計で必要となる実用的推定精度を維持しつつ、従来手法（CFD計算）よりも数万倍高速に船尾伴流場を予測するモデルである。また、損失関数に伴流の分布関数の勾配を導入することでこのモデルを改良し、推定伴流の問題のある振動を軽減させ、推定精度をさらに向上させることに成功した。最終年度はこれらの成果の論文化に取り組んでいたが、ノルウェー科学技術大学において本研究とも関連のある船型設計に関する研究開発に取り組む機会を得たため、研究を一時中断し、帰国後欧州で得られた知見を活かし、提案手法の検証に引き続き取り組み、より充実した研究成果を目指すこととした。

This study proposes a ship type and flow field analysis method for constructing and analyzing the flow field. The three-dimensional peeling method is used to reconstruct the flow field characteristics of the stern wake field and to systemize the purpose. This study focuses on the limited ship type and flow field of the domestic navigation fat ship, PCCコンテナ片などの痩せshaped ship type にも拡张し, ship type・flow field データベースによりgeneral purpose をhold たせた. Systematization of ship type, visualization of propulsion performance and purpose of ship type 、これまで二つや三つのBasic ship type group み合わせのみにLimited されていたship TypeのブレンディングtechniqueをBasicに、このtechniqueにCentral coordinate systemのconceptをImportすることでarbitrary numberの Ship typeをbaseとするShip type coordinate system (Hull-form Coordinate System)を开発した. The performance distribution of the ship shape design space can be visualized using the coordinate system, and the ship shape can be automatically generated and utilized, and the ship shape design space can be used universally.さらに、This study is about the hull form and flow field データベースのサロゲートモデルを新たなhull representation technique (IHR: Imaged-based Hull Form Representation) and Convolutional Neural Network (CNN) is built. It is necessary to maintain the estimated accuracy of the ship type design and use it manually. The method (CFD calculation) is used to predict the wake field at the stern of the ship at a speed of tens of thousands times and use it to predict the flow field.また、Loss of the number of the distribution of the number of the accompanying flow of the number of coordination and introduction of the introduction of the improvement of the number of the loss and the promotion of the distribution of the number of the pass The problem of fixed wake flow has been solved, the vibration has been reduced, and the estimated accuracy has been improved, and the problem has been solved successfully. The final year's achievements in culture and science and technology This research is an opportunity of the University's research on ship type design and related projects.をGETたため、Research をTemporary interruptionし、帰国后欧州でGETられたknowledgeを生活かし、Proposal Technique: の検证にciteき続きtake りgroupみ, よりcharge実したResearch results を Eye refers to すこととした.