| 研究課題/領域番号 |
17H01245
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
流体工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
村井 祐一 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80273001)
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| 研究分担者 |
田坂 裕司 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00419946)
PARK HYUNJIN 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00793671)
熊谷 一郎 明星大学, 理工学部, 教授 (50597680)
北川 石英 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (80379065)
大石 義彦 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (90617078)
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)
濱田 達也 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 (00608630)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
41,210千円 (直接経費: 31,700千円、間接経費: 9,510千円)
2021年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2019年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2018年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2017年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 乱流 / 抵抗低減 / 船舶 / 混相流 / 気泡 / レイノルズ応力 / アクティブ制御 / ゼロエミッション / 境界層 / マイクロバブル / 超音波 / せん断応力 / レオロジー / 省エネルギー / 気液二相流 / 気液界面流れ / 流体工学 / エネルギー効率化 / 海洋工学 |
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| 研究成果の概要 |
本課題では，乱流境界層における壁面摩擦を低減するための気泡注入法について，幅広い実験方法によって調査し，効果の大きくなる条件を明らかにした．また，最新の気液二相流に対する高解像度の計測機器を開発・導入することで，抵抗低減の流体力学的メカニズムを解明した．さらに，その知見から，船舶等における大規模で広範囲の壁面における乱流境界層の制御システムの設計を進め，なおかつその効果を実証した．以上の成果は，評価の高い国際学術誌に多数，掲載され，当グループが国際的に当該分野の研究を牽引していることを内外に示す結果となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題は，海洋からの温暖化ガス排出削減の国際的目標である2050年までの50%の削減，2080年までの完全ゼロエミッションに向けた基盤技術の開発として位置づけられ，策定された．開発目標は，大型船舶の乱流摩擦抵抗の低減であり，その中で最も伸び代が大きな空気潤滑法を対象として成果を得た．本課題では５大学と海上技術安全研究所の連携により，大小様々な気泡の活用方法，壁面コーティング法，およびそれらのアクティブ制御，ならびに大容量微細気泡発生技術の開発を実施した．局所最大抵抗低減は75%に達し，大型航船でも平均抵抗低減15%をクリアした．これらの成果を基礎として国際的共同研究を推進する体制が整った．
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