| 研究課題/領域番号 |
17K06137
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械機能要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
根岸 秀世 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究領域主幹 (20568208)
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| 研究分担者 |
柴田 和也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30462873)
福澤 健二 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60324448)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 非ニュートン流体 / グリース / 流体潤滑 / 粒子法 / 潤滑 / MPS法 / CFD / トライボロジー / 流体工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、機械要素内グリースのマクロ挙動と潤滑部における弾性流体潤滑を統一的に計算し、潤滑膜分布や摩擦損失の予測を可能とする数値流体力学（CFD）技術基盤を構築した。機械要素内の複雑形状、流体および固体を統一的に計算可能なメッシュフリー法の一種のMPS法を採用し、グリースの非ニュートン性を表現する粘塑性モデル、種々の高精度粒子法と可変解像度手法を組合わせることで極小隙間で高圧となる流体潤滑の計算を安定にかつ精度よく計算できることを示した。これらのモデルや計算手法を組合わせることでグリース潤滑の油膜厚さや摩擦損失の予測が可能となり、機械要素の長寿命化・低摩擦損失化設計に資することが可能となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
産業機械の多くが回転機構を有しており、それを支える重要機械要素が転がり軸受である。転がり軸受は弾性流体潤滑状態で利用され、高い潤滑性能と保油性から潤滑グリースの利用が拡大している。近年は省資源・省エネ化の観点で低摩擦化、小型軽量化、長寿命化の要求が高度化しており、これらの要求に対しては軸受全体における潤滑グリースのミクロからマクロの挙動を統一的に把握し、その流動や摩擦損失等を予測し制御する必要がある。本研究で開発したＣＦＤ解析手法は、従来の数値解析手法では対応できなかったマクロ・弾性流体力学を統一的に計算するものであり、今後の省資源・省エネ化に向けた軸受設計・運用方法の提案に資するものである。
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