肥大船船尾流場の長周期変動の数値シミュレーションに関する研究

大型船舶尾流场长周期脉动数值模拟研究

• 批准号: 08751070
• 负责人: 鈴木 博善
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08751070/
• 关键词: 船尾縦渦; 乱流モデル; 渦動粘性係数

本研究では、船尾流場の長周期変動を数値的にシミュレーションすることによりその現象を明らかにする予定であったが、船尾縦渦を正確に予測できなければ、予定していた結果に到達できないとの判断から、物理的に正しいモデルを導入して船尾縦渦を含む船尾流場を数値的に解析した。現在行われている数値的な船尾流場推定法は、渦動粘性係数を人為的に操作することにより解を得ているが、その手法は大阪大学で行われている実験結果と異なり、物理的に問題を多く含む。すなわち、船尾縦渦を表現するために、1)渦動粘性係数を小さくする。2)1)の結果、レイノルズ応力の予測精度は、従来のモデルより悪くなる等の問題が生じている。今回加えたモデルは、上記1)、2)の物理的な矛盾なしに船尾縦渦を表現するために導入したモデルで、従来の乱流モデルでは表現できなかった、円管内旋回流れの解析に用いられ成果をあげているモデルである。このモデルを加えて数値計算を行った結果、船尾縦渦を表現でき、なおかつレイノルズ応力を従来のモデルのレベルの程度は表現できることがわかった。

在本研究中，我们计划通过数值模拟船尾流场的长期波动来阐明这一现象，但除非能够准确预测船尾纵向涡，否则我们将无法达到计划的结果。我们引入了物理正确的模型并对船尾流场（包括船尾纵向涡）进行了数值分析。目前估算船尾流场的数值方法是通过人为操纵涡粘系数来获得解，但这种方法与大阪大学进行的实验结果不同，不依赖物理，存在很多问题。也就是说，为了表达船尾纵向涡，1）降低涡粘系数。 2）由于1）的结果，出现了雷诺应力预测精度比传统模型差等问题。本次添加的模型是为了表达船尾纵向涡而引入的模型，不存在上述1）和2）中的物理矛盾，适用于分析常规圆管内旋流无法表达的情况这是一个已成功使用的模型。使用该模型进行数值计算的结果表明，可以表现船尾纵向涡流，并且还可以以与传统模型相当的水平表现雷诺应力。