| 研究課題/領域番号 |
17560704
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
船舶海洋工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
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| 研究分担者 |
川村 隆文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80334324)
前田 正二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60219277)
宮永 大 東京大学, 大学院・工学系研究科, 技術職員 (00401133)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | マイクロバブル / 数値シミュレーション / 混相流 / 摩擦抵抗低減 / プロペラ / CFD / 環境保全 / 数値モデル |
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| 研究概要 |
タンカーなどの船舶の抵抗低減のための有効な手段として期待されているマイクロバブル吹き出し法の実用化のために必要となる「マイクロバブル抵抗低減シミュレータ」を開発することを目的として本研究は行われた。気泡に作用する抗力、付加慣性力、表面力、揚力、壁面干渉力などの各種の力を適切にモデリングすることにより、従来よりも高精度の気泡の輸送モデルを開発し、これを混相流モデルと組み合わせることによってシミュレータを構築した。本研究の主な成果は新しい気泡輸送モデルを完成させた点にある。本モデルの特徴は、固体壁面と気泡の相互干渉について新しいモデルを提案した点と各種のモデルパラメータに対し最新の実験結果に基づくチューニングを行った点である。
このモデルを船体周りの気泡流に適用し、実船実験と比較して妥当な結果を得た。また、プロペラ周りの気泡流にも適用し、気泡流中におけるプロペラ効率低下を定量的に予測できることを示した。さらに、プロペラ効率低下のメカニズムを明らかにするために、2次元翼周りの気泡流の計算を行い、翼面上の圧力分布によって駆動される気液の相対運動が揚力を低下させ、抗力を増加させることを示した。
今後は、マイクロバブルの吹き出しによる船舶の推進抵抗低減技術の実用化に向けて、本シミュレータを用いた吹き出し方法及び位置の最適化、マイクロバブルを吹き出すことを前提とした船型及び推進システムの開発が進展することが期待される。
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