2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of flutter / divergence characteristics of elastic deformation propeller considering cavitation
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18H01649
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
川北 千春 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 (70767813)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮川 和芳 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30623673)
白石 耕一郎 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 (40586591)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | フラッター / ダイバージェンス / プロペラ / 単独翼 / 弾性変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
弾性プロペラの場合、翼形状や作動条件により、製品破壊に繋がる、自励振動現象であるフラッターや静的不安定現象であるダイバージェンス発生のリスクが高まる。このため、信頼性の高い弾性プロペラの設計には、プロペラ翼面上に発生するキャビテーション影響も考慮したフラッターやダイバージェンスの発生メカニズムを明確にし、かつその発生条件を特定する予測技術が必要である。本研究では、弾性プロペラのフラッター・ダイバージェンス発生条件予測手法の確立を目指し，H30年度は，以下の成果を得た。
・剛性の異なるアクリル製およびアルミ製の平板翼を対象に，キャビテーション発生時の水中翼のフラッタ特性及び安定限界について水槽試験および解析により，以下のことを明らかにした。(1)アクリル，アルミ翼のどちらにおいてもキャビテーションによってフラッタ振動の振幅値が減少していることが確認できた。しかし，キャビテーション形態によって振幅値の減少量に差があり，スーパーキャビテーション発生下では，翼振動が非常に微小なることが分かった。（２）１自由度及び 2自由度の強制加振おける解析結果からキャビテーションよってフラッタ安定限界が無次元周波数の減少する方向に移動したことが分かった。すなわち流速基準で考えると，フラッタ安定限界が高流速側に移行すると考えられる。（３）アクリル翼はアルミ翼に比べ非常に柔であるため，より迎角がつく方にねじれやすく，発生するキャビテーション形態に影響を与えやすいことが確認できた。
・プロペラ形状の内、フラッター・ダイバージェンスの発生との相関が強いと考えられるスキュー角を変更した3種類の実機相当プロペラを設計した。さらに、弾性プロペラの相似則を考慮して，樹脂製弾性模型プロペラの材料特性候補と水槽実験条件を決定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通りである。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り進める。
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