Study of new type energy saving rudder for high performance
| Project/Area Number |
20K04941
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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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 |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | プロペラ-舵干渉 / 省エネ舵 / フィン付舵 / プロペラ後流 / 舵推力 / 舵抗力 / ESD / 低抵抗舵 / プロペラ後流中舵抵抗 / SQCM |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、応募者が考案した省エネ舵の改良に取り組む。
初めに、パネル法による理論的数値シミュレーション法の改良を行い、また、CFDによる数値シミュレーションも併用し切り欠き部の流場の詳細を調べることで、仮定するメカニズムとの整合性を取る。また、応募者の研究室が所有する高速回流水槽を用いたプロペラ後流中舵性能試験とPIVによる舵前後の流場観察を行う。性能試験は、プロペラ幾何形状やプロペラボスキャップ形状を変更させて設計、模型製作を行い、実施する。これらの試験の結果は、切り欠き付舵のメカニズムの解明に役立つ。なお、最終年度には、研究成果を反映させた実用的舵の試設計と模型試験を実施する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we take rudders with fin which efficiently recovers the energy loss due to the circumferential flow generated by the propeller and improves the propulsive performance. The theoretical fundamental study, model test using the circulating water channel, and development of a newly-type rudder fin are conducted.
Typical rudder fins are practical and widely used as energy saving devices. In this study, the effect of the rudder fin is investigated in detail based on fluid dynamics and wing theory. As a result, it is found that elliptic fins obtain the larger thrust which reduces the rudder drag. Also, it is shown that the propeller-rudder propulsive efficiency considering the change of propeller thrust is improved by theoretical calculation, CFD, and the model test.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
プロペラ-舵の干渉を利用した様々な省エネデバイスが実用化されている。一方，これらに関する研究は，船体を含めた自航要素の評価で行われるものが殆どである。実用の設計上，自航要素の評価は重要であり，当然着目すべきである。しかし，複雑な現象の流体力学的な干渉を詳細に知るには，より基本的な検討が望ましい。本研究ではプロペラと舵のみの干渉に着目し，フィン付舵の効果について詳細を調べ，フィンと舵本体の推力にはある程度トレードオフの関係があること，フィンは壁（舵面）に付加されているにもかかわらず鏡像効果を有しない等，これまでに着目されなかった流体力学的見地からの考察を示しており，学術的意義が大きいと考える。
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Report
(4 results)
Research Products
(8 results)
