| Project/Area Number |
20H02366
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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 | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
Takagi Youhei 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40435772)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
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| Keywords | 船底塗料 / 水和型塗料 / 粘性摩擦抵抗 / 抵抗低減効果 / 流体制御 / 乱流 / 数値シミュレーション / 水槽試験 / 機能性船底塗料 / 抵抗低減 / 粗度 / 摩擦抵抗低減 / 平板境界層 |
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| Outline of Research at the Start |
大型船舶の機能性船底塗料の一つである水和型塗料の摩擦抵抗低減効果のメカニズムを明らかにするために、実験室規模でできる平板境界層と回転二重円筒流れに関する実験及び数値計算を行う。水和型塗料を塗布した試験体に働く流体摩擦力及び近傍の速度場を測定し、塗膜をモデル化した数値計算結果を比較することにより、二つの流れ場での結果を比較することによって、流れ場に依存した摩擦抵抗成分のバイアスを取り除き、普遍的な塗膜モデルを導出する手法を構築する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to investigate the function onset of hydrophilic painting with frictional drag reduction effect that is dependent on flow filed, the numerical analyses and resistance measurements for channel flow, Taylor-Couette rotating annular flow, and boundary layer on a flat plate were carried out. And also, the roughness effect was investigated and it becomes an import problem when the painting is used for ship hull. The hydrophilic painting showed the drag reduction effect if the surface had roughness, and an inhomogeneous roughness pattern led to enhance the effect. At the boundary layer, the state of laminar or turbulence was significant. At the condition without turbulence stimulation, the drag reduction was remarkable because the generation of spanwise rolling vortex seen in the transition of laminar-turbulent flow was suppressed by the hydrophilic painting.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
船舶からの温室効果ガスの削減は重要な課題であり、燃費に直結する船体抵抗の多くは流体による摩擦抵抗が占めている。水和型の船底塗料は抵抗低減効果が確認されているが、その性能を最大限に引き出す利用方法が確立されていない。船体周りの流れは複雑であるため、本研究では抵抗に結び付く要因をいくつかの流れ場に対する数値的・実験的解析によって個々に抽出し、抵抗の増減に大きく寄与する因子を特定した。これにより、使用する船底塗料や船型形状、塗装する船体箇所によって抵抗を減らすための方法について一定の知見が得られ、新規塗料の開発や塗装方法について新しい提案ができることが見出された。
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