2015 Fiscal Year Annual Research Report
透明模型と屈折率整合を用いた船体付加物まわりの詳細流場計測法の開発
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25420878
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| Research Institution | National Maritime Research Institute |
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Principal Investigator |
濱田 達也 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (00608630)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 邦弘 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (40399514)
川並 康剛 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (00373423) [Withdrawn]
大場 弘樹 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (40636833)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 屈折率整合 / 熱可塑性樹脂 / 透明模型 / 船舶 / 省エネ付加物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
船舶の省エネルギー化は、船体形状の改良による方法が限界に近付いているため、プロペラ周辺や船体に装置や省エネ付加物を取付ける方法が考案されている。船舶の省エネ付加物としては様々な原理や方式のものが考案されているが基本的には粘性抵抗の低減や推進効率の向上を狙ったものが多い。実際の省エネ付加物の省エネ原理と効果を確認し、その高効率化を目指すためには付加物による流れの変化を詳細に知る必要がある。
本研究では、水と屈折率整合が可能な材料で透明模型を製作し、省エネ付加物の１つであるダクト外部および内部(本来レーザ光が届かない場所)の詳細な流場を計測できる技術の開発を行う。今年度は、平成26年度に製作した試験片の透明材料THVとは屈折率および成形方法が異なる透明材料CYTOPを用いて厚みの異なる試験片を製作し、材料、成形方法の違いによる透明性、残留応力の違いを比較した。また、曲率を含む3次元的な形状の成形方法を検討した。現状では、成形した模型の離型に改良が必要また、成形用の型がガラス製であることから3次元的な型の製作が困難なことによりダクトのような3次元的な形状の製作が困難であった。そこで、熱交換器の簡易モデルに見たてTHV平板を用いて矩形ダクトを組立て内部にアクリルの円柱を取付け、円柱から出るカルマン渦を小型回流水槽でPIVにより計測した。比較のため矩形ダクトを屈折率が高いアクリル板にし、PIV計測を行った。透明模型の屈折率の違いが流場計測に及ぼす影響をストローハル数の算出により行ったところ、ほぼ同じ値となり屈折率の違いによる流場計測への影響が見られなかった。数ミリ厚の平板では、屈折率の違いによる流場計測への影響が見られなかったため、引き続き本研究で検討した水の屈折率にかなり近い透明材料の成形方法を改良し、ダクトのような3次元形状の透明模型製作および水との屈折率整合を用いた船舶試験水槽での流場計測を目指す。
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