| 研究課題/領域番号 |
17K14583
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 |
PARK HYUNJIN 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00793671)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 乱流境界層制御 / 気液二相流 / 抵抗低減 / ボイド波 / 乱流境界層 / Drag reduction / Void wave / Boundary layer control / Turbulent flow |
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| 研究成果の概要 |
船舶の摩擦抵抗を低減する空気潤滑法は今まで一定ボイド率で制御しようとしたが，低減率が安定せず，長年にわたって技術の普及がなされていなかった．申請者は気泡による抵抗低減がボイド率に対する非線形現象であることを発見し，人工的にボイド率を変動させることで抵抗低減率を向上させる反復気泡注入法(RBI)を開発した．本研究では，ボイド波の特性とボイド波が乱流境界層に与える影響を調べ，高い抵抗低減率を得るために，どのようなボイド波を乱流境界層に与えるべきかについて考察した．乱流境界層で自然に発生するボイド波に合わせてRBIを行う際，ボイド波を長距離に維持でき，かつ高い抵抗低減率を得られることが確認された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の気泡注入法(CBI)により抵抗低減を得る際に，船低を流れる気泡を可視化した結果，下流でボイド波が自然に発達することが確認された．RBIを用いてこの自然ボイド波と同様な周波数を人工ボイド波を境界層に注入すると，長距離においてボイド波を維持できることが本研究で確認された．さらに自然周波数でRBIを行った際に，抵抗低減率が最大になった．本研究により，RBIで船底の広範囲において提案する高い抵抗低減率を有する人工ボイド波を安定的に与えることができれば，船舶の燃費が大幅に改善する．
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