| Project/Area Number |
19H02369
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
Kitagawa Yasushi 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50579852)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柏木 正 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00161026)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 船舶耐航性能 / 波浪中プロペラ推力・トルク / プロペラ有効流入速度 / 船体表面圧力 / 船舶操縦性能 / 非定常圧力 / FBGセンサー / 3次元耐航性理論 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、波浪中船体動揺及び船体局所圧力の理論計算手法として多くの研究実績がある3次元耐航性理論に基づいて，プロペラ面における速度ポテンシャルの非定常成分を数値計算で求める手法を開発し，本計算法によって回転するプロペラ近傍の波浪中流場変動メカニズムを明らかにする。そして、多様な波条件や船種による系統的計算，及びこれまで蓄積した波浪中水槽模型試験結果を基に，流場変動メカニズムの知見と船尾伴流による粘性影響を考慮して，波浪中プロペラトルク変動を推定するための波浪中プロペラ流速変動簡易モデルを開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Aims of this study is elucidating fluctuation-mechanism of flow fields around rotating propeller of ship, by applications of a numerical calculation method basing on the 3-D seakeeping theory and experimental investigations. Furthermore, based on results of these investigations, sophisticating the conventional model of the propeller effective inflow velocity in waves is also aimed.
In the experimental investigations, some significant findings were obtained. For example, it was experimentally confirmed that effects of the propeller slipstream to fluctuation amplitude of hydrodynamic pressure on hull surface in waves are not significant. On the other hand, development and its validation of the numerical calculation method is not ended as initially planned, since co-researcher had to get out of this project. Therefore, as alternative investigations on the effects of the propeller slipstream, measurements of hull surface pressure in maneuvering motion were successfully done and analyzed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、一部の数値計算手法の開発は当初目標を達成出来なかったものの、波浪中模型試験による波浪中のプロペラ回転流影響の分析において、貴重な知見を多数得られた。これら知見は、速度ポテンシャルベースの耐航性計算手法の高度化において貴重な参考データとなり、ノンキャビ状態のプロペラ変動圧の評価については新しい知見を与えたものである。
また、操縦運動中の舵表面を含んだ非定常圧力の計測を行えたことも含め、特にCFDによる自由航走直接シミュレーション手法の開発等、数値計算手法の高度化に貢献できる貴重データが得られたことは意義深いと言える。
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