| 研究課題/領域番号 |
19H02369
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
北川 泰士 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 (50579852)
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| 研究分担者 |
柏木 正 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00161026)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 船舶耐航性能 / 波浪中プロペラ推力・トルク / プロペラ有効流入速度 / 船体表面圧力 / 船舶操縦性能 / 非定常圧力 / FBGセンサー / 3次元耐航性理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、波浪中船体動揺及び船体局所圧力の理論計算手法として多くの研究実績がある3次元耐航性理論に基づいて，プロペラ面における速度ポテンシャルの非定常成分を数値計算で求める手法を開発し，本計算法によって回転するプロペラ近傍の波浪中流場変動メカニズムを明らかにする。そして、多様な波条件や船種による系統的計算，及びこれまで蓄積した波浪中水槽模型試験結果を基に，流場変動メカニズムの知見と船尾伴流による粘性影響を考慮して，波浪中プロペラトルク変動を推定するための波浪中プロペラ流速変動簡易モデルを開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、船舶の波浪中プロペラ近傍流場変動メカニズムを3次元耐航性理論に基づく数値計算手法と実験的検証によって解明して、従前の波浪中プロペラ有効流入速度モデルの高度化を行うことである。
この実験的検証においては、波浪中船体表面圧力の振幅にプロペラ回転流が与える影響は有意ではない、等の貴重な知見を得た。一方で、数値計算手法の開発において、研究分担者が途中で外れる事情も相まって当初目標通りの実証を行うことが出来なかったが、取得した実験機器の有効利用による代替的検討として、操縦運動中の船尾付近及び舵表面の圧力分布の解析をプロペラ回転流の観点から行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、一部の数値計算手法の開発は当初目標を達成出来なかったものの、波浪中模型試験による波浪中のプロペラ回転流影響の分析において、貴重な知見を多数得られた。これら知見は、速度ポテンシャルベースの耐航性計算手法の高度化において貴重な参考データとなり、ノンキャビ状態のプロペラ変動圧の評価については新しい知見を与えたものである。
また、操縦運動中の舵表面を含んだ非定常圧力の計測を行えたことも含め、特にCFDによる自由航走直接シミュレーション手法の開発等、数値計算手法の高度化に貢献できる貴重データが得られたことは意義深いと言える。
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