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海水環境に適用可能な外部流れのニ相流解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03487
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関東京海洋大学

研究代表者

波津久 達也  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60334554)

研究分担者 井原 智則  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (70767350)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード船舶工学 / 空気潤滑法 / 気液二相流 / 外部流れ / 抵抗低減
研究成果の概要

船底への空気供給による船体抵抗低減技術(空気潤滑法)の高度化の観点から、本研究は、海水中を含む外部流れの二相流を対象とした新しい二相流解析手法の構築を最終目的とした。製作したモデル船を回流水槽に設置して模擬船底下の二相流実験を行い、これまでに計測例がほとんどない外部流れの二相流の局所流動構造に関するデータベースを構築した。さらに、海水中気泡流の実験を行い、二相流の各種予測式の開発に必要となる気泡の抗力係数と合一特性に関する実験データを取得した。取得された実験データと解析結果に基づき、気泡層厚さを代表の空間スケールとして外部流れの二相流のモデル化を行い、新しいボイド率予測式の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海水中および外部流れの二相流の局所流動構造に着目した研究は、国内外において類例がほとんどなく、その実験的、解析的研究を実施した本研究は、現状に鑑みて新規性が高い。本研究により、外部流れの二相流の流動機構と海水中の気泡挙動に関する新たな知見が得られ、さらに外部流れの二相流を対象とした新しいボイド率予測式が開発された。これらの成果は、これまで開発途上であった海水中および外部流れの二相流の解析技術を進展させるものであり、今後のさらなる研究の推進によって、空気潤滑法による船体抵抗低減技術の高度化が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Measurement of local two-phase flow parameters of downward bubbly flow in mini pipes2019

    • 著者名/発表者名
      Hazuku Tatsuya、Ihara Tomonori、Hibiki Takashi
    • 雑誌名

      Experimental and Computational Multiphase Flow

      巻: 2 号: 2 ページ: 89-98

    • DOI

      10.1007/s42757-019-0039-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 矩形流路内気液二相流の局所流動パラメータの計測2019

    • 著者名/発表者名
      波津久達也、井原智則
    • 雑誌名

      マリンエンジニアリング学術講演会講演論文集

      巻: 89th ページ: 275-276

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Study of Two-phase Flow Structure and Drag Reduction in Horizontal Rectangular Channel2018

    • 著者名/発表者名
      Ihara Tomonori、Andayi Samwel Aloyo、Hazuku Tatsuya、Takamasa Tomoji、Hibiki Takashi
    • 雑誌名

      マリンエンジニアリング

      巻: 53 号: 3 ページ: 336-341

    • DOI

      10.5988/jime.53.336

    • NAID

      130006742811

    • ISSN
      1346-1427, 1884-3778
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 矩形流路内気液二相流の局所流動パラメータの計測2019

    • 著者名/発表者名
      波津久達也、井原智則
    • 学会等名
      第89回(2019年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Study of Two-phase Flow Structure and Drag Reduction in Horizontal Rectangular Channel2017

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ihara, Samwel Aloyo Andayi, Tatsuya Hazuku, Tomoji Takamasa, Takashi Hibiki
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Marine Engineering (ISME2017 TOKYO)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水平矩形流路内二相流におけるボイド率と壁面摩擦抵抗低減2017

    • 著者名/発表者名
      椎野僚太, 井原智則, 波津久達也, 賞雅寛而
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurements of Two-Phase Flow Structure and Wall Shear Stress in Horizontal Rectangular Channel2017

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Ihara, Tatsuya Hazuku
    • 学会等名
      Japan-U.S. Seminar on Two-Phase Flow Dynamics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海水中に形成する気泡の上昇特性と合一特性について2017

    • 著者名/発表者名
      熊匯捷, 井原智則, 波津久達也, 賞雅寛而
    • 学会等名
      第87回(平成29年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 矩形流路内に形成する二相流の流動構造と壁面摩擦特性2017

    • 著者名/発表者名
      椎野僚太, 井原智則, 波津久達也, 賞雅寛而
    • 学会等名
      第87回(平成29年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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