| 研究課題/領域番号 |
18560763
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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 |
前田 正二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60219277)
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| 研究分担者 |
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
川村 隆文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (80334324)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
3,760千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | プロペラ / キャビテーション / 変動圧力 / 格子生成方 / 数値キャビテーションタンネル / プロペラキャビテーション / プロペラ形状 / k-w乱流モデル / k-w-SST乱流モデル / クラウドキャビテーション |
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| 研究概要 |
これまでの研究により、キャビテーションモデルを用いた数値シミュレーションにより、舶用プロペラに発生するキャビテーションを大まかに予測することが出来ることは示されている。本研究においては、実際に設計に応用するにあたって重要な情報である、舶用プロペラに発生するキャビテーションによる船体表面の圧力変動を数値シミュレーションで直接定量的に予測することを目指した。
青雲丸を対象として、船体とプロペラを同時に含む計算格子を作成することにより、相互干渉をより忠実にモデリングした計算を行った。キャビテーションが発生しない条件における圧力変動については、実験とよく一致する結果が得られ、キャビテーションが発生する条件においては圧力変動を過小評価するものの、傾向的には正しい結果が得られた。また、船体形状を正確に取り扱うことにより、圧力変動の予測精度が向上することが確認された。圧力変動の翼周波数成分の予測精度は比較的高く、高次の成分については予測精度が低かった。これは、圧力変動の高周波成分の発生要因となるクラウドキャビテーションの崩壊や、チップボルテックスキャビテーションのバースティングなどの現象が計算で再現されていないことによると考えられる。
さらに、格子解像度の影響や、重力加速度の影響についても検討を行い、本研究で達成された計算精度をさらに改善するためには、キャビテーションモデルの改良が必要であることを明らかにした。
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