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2022 Fiscal Year Annual Research Report

低摩擦型塗料の実船摩擦抵抗評価手法の開発

Research Project

Project/Area Number 20H02368
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

勝井 辰博  神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (80343416)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords塗膜粗面 / 摩擦抵抗 / 実船性能 / 粗度関数 / LDV / 回転円筒試験
Outline of Annual Research Achievements

本研究は低摩擦型塗料を含む各種船体外板用防汚塗料による摩擦抵抗増加量を定量的に推定する手法を開発しようとするものである。そのためには、各種塗膜粗面の表面形状に対する粗度関数、すなわち粗度レイノルズ数と乱流境界層内の無次元速度分布の減少量との関係を明らかにする必要がある。本研究では塗膜粗面を波状粗面と捉え、その波長波高比によって粗度関数が変化するとの推察のもと、回転円筒装置を用いて粗度関数を計測することを試みた。回転円筒装置とは円筒水槽の内部で表面に塗料を塗布した塩化ビニル製の円筒を回転させることで塗膜の摩擦特性を調べる実験装置である。円筒の回転トルクから塗膜の摩擦の大小を調べることができ、かつ高回転で回転させることで実船相当の粗度レイノルズ数域まで計測を実施することが可能である。回転円筒の回転トルクと円筒表面近傍の速度分布をLDVによって詳細に計測することによって、波長波高比が異なる3種の塗膜粗面の粗度関数を計算定する方法を新たに示した。塗膜表面の形状についてはレーザー変位計によって62.5μmピッチで計測し、塗膜の厚みについても精度よく計測することで、塗膜形状と粗度関数の関係を高精度で関連付けた。その結果、塗膜の粗度関数は一般的な砂粗度の粗度関数とは異なり、波長が長いほど小さくなること、また高粗度レイノルズ数域での挙動は上に凸の関数となり、概ね一定値に近づく傾向があること、その一定値は波長が長いほど小さいこと、などが分かった。さらに、計測結果から波長波高比のみで粗度関数を整理することは困難であることが示唆され、さらに高次の粗度パラメタを説明変数に加えることが必要であることが分かった。その候補としては、いわゆるクルトシスが有力であり、今後多数の塗膜粗面に対して計測を実施することでその検証を行っていくことが重要であると結論付けられた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 回転円筒試験による塗膜粗面の粗度関数計測2023

    • Author(s)
      高島公貴, 勝井辰博, 川根孝生, 西岡諒, 三重野紘央
    • Journal Title

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      Volume: 36 Pages: -

  • [Journal Article] 塗膜粗面の粗度関数の直接計測2022

    • Author(s)
      勝井辰博, 吉岡秀晃, 高島公貴, 川根孝生, 三重野紘央, 西尾茂
    • Journal Title

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      Volume: 34 Pages: 287, 290

  • [Presentation] 回転円筒試験による塗膜粗面の粗度関数計測2023

    • Author(s)
      勝井辰博
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会
  • [Presentation] 塗膜粗面の粗度関数の直接計測2022

    • Author(s)
      勝井辰博
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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