船尾伴流に関する詳細分析

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Fig. 5.22 Comparison of attack angle of inflow to duct between measured (exp.) and calculated (cal.) results of the original hull form.

Fig. 5.23 Comparison of attack angle of inflow to duct between measured (exp.) and calculated (cal.) results of the system output hull form.

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Fig. 5.24 Limiting streamlines, pressure distribution on hull surface and wake distribution at propeller plane for the original hull form.

Fig. 5.25 Limiting streamlines, pressure distribution on hull surface and wake distribution at propeller plane for the system output hull form.

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最後に、749GT DB2 の2730船型の全ての流場データについて考察を行う。

Fig. 5.26 に2730船型の全てのプロペラ軸方向速度（𝑢）の周方向分布を示す。プロ

ペラ半径位置は、0.7R および 1.0R プロペラ半径位置を代表として示している。Fig.

5.26の横軸は、プロペラ上方位置を0度とする周方向位置である。Fig. 5.26から2730 船型のプロペラ軸方向速度（𝑢）の周方向分布には、70 度位置付近を節として変化す ることがわかる。プロペラ軸方向速度（𝑢）の周方向分布が節を持って変動するというこ の知見は、現段階では本研究の船型データベースに依存するのか、もしくは排水量一 定の一軸船で一般的に観察される現象であるかを確定できない。しかし、船尾縦渦の 中心位置は船底からの上昇流の影響で一般にプロペラ軸上方のみに位置するという 経験学的知見から推論すると、この知見は排水量一定の一軸船に対して、一般に適 用できる可能性が高いと考える。

一方、本研究で構築した船型データベース749GT DB2は、通常の実設計における 船型変更と比較して、十分船型変更範囲が大きく、また変化に富んでいるため、通常 の船型設計においてこの知見が十分設計に活用できる可能が高い。特に、この知見 は船型学およびプロペラ設計の観点から極めて興味深いものであり。この知見の一般 化について今後も検証を進めていく予定である。

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Fig. 5.26 Distributions of axial velocities on circumferential direction in the hull flow field database.

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前述の知見を、ダクト設計に応用する。Fig. 5.27 に船型データベース 749GT DB2 の 2730 船型の全てのダクト翼断面への流入角の分布を示す。Fig. 5.27 のダクト翼断 面への流入角の分布についても、20度付近および90度位置付近に節が確認できる。

20度付近の節は前述の船尾縦渦の位置の影響によって形成されるものと考えられる。

一方、90 度位置は流入角の評価軸が船体横流れ方向と一致するため、排水量一定 の一軸船の直進状態の流場では強い横流れが形成されないことが要因であると考え られる。この周方向変動の節についての知見を活用すれば、例えば、設計予算の制 限により、水槽試験やCFDによる流場評価ができない小型船舶等に対しても、有効な ダクト形状の設計ができる。

Fig. 5.27 Distributions of attack angles to duct on circumferential direction in the hull flow field database.

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