2019 Fiscal Year Annual Research Report
キャビテーション噴流による水中衝撃波の生成・制御に関する研究：舶用技術への新展開
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16H04600
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
阿部 晃久 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (50221726)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西尾 茂 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (30208136)
藤本 岳洋 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (60314514)
三村 治夫 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (90190727)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 流体工学 / キャビテーション / 衝撃波 / 混相流 / 衝撃波生成周波数 / キャビテーションエロージョン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
衝撃波の応用研究は、幅広い分野で推進されており、様々な応用活用技術が確立されているが、我国の経済や産業の基盤を支える海事分野では、衝撃波を活用した技術の開発事例は見られない。本研究では、海事産業における新たな衝撃波活用技術の創出を目的として、キャビテーション噴流による衝撃波の生成に着目し、水中衝撃波の効果的な活用を促すための制御技術を確立することを目的としている。本研究成果は、主にバラスト水処理、船底付着生物除去などの海事分野の諸問題を解決する技術に直結し、新規の応用技術の創出に繋がると考える。
キャビテーション噴流を用いた付着物除去に関する実験的検討について引き続き検討した。実験では、単一から３個穴までのオリフィス板によるキャビテーション噴流の異物の除去効果を観測するために、可視化観測によって衝撃波の生成位置や周期に関する検討、圧力計測による圧力変動、噴流ノズルと対象物体との最適な距離などの関係を調査した。可視化実験では、噴流周りの流れ場の観測において、光学可視化法により、キャビテーション噴流中の衝撃波の生成条件などの観察を行った他、噴流周りの流れ場の観測において、PIVや時空間微分法を用いた定量化手法によりキャビテーション流場の様相について解析法の検討を行なった。また、圧力計測や塗装を施した試験片の塗装面損傷状態等を観測し、最も効果的に衝撃波が作用する位置について同定した。キャビテーション噴流の衝撃波生成現象を利用することで、付着物除去効果が得られることが示唆された。また、固体材料中に発生する衝撃応力により水中衝撃波を生成させる手法について有限要素法による解析を実施し、切欠きを有する金属材料表面から水中へ強い圧力波を生成させる可能性を確認した。これらの知見は、キャビテーション流や衝撃工学の海事分野への活用が、今後の応用技術創出に向けた新たな基盤技術となり得ると考える。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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