| 研究課題/領域番号 |
19K22013
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
日野 孝則 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60373429)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 船舶流体力学 / 省エネルギーデバイス / CFD / 境界層 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
船舶の性能設計における流体力学的性能の推定では、従来より模型試験が用いられてきたが、船尾におかれる省エネデバイスの性能評価では尺度影響の評価が困難である。本研究では、計算流体力学(CFD)技術を適用して、省エネデバイスが置かれる船尾相当部分で幾何的相似性と流体力学的相似性の両者を同時に満足するような特殊な模型を用いることで、実船における省エネデバイス性能を評価する新たな試験法を構築する。
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| 研究成果の概要 |
模型試験によって、実船における省エネデバイスの性能評価を可能にする新たな試験法を開発した。対象船型の船尾部のみを用いる部分模型を採用し、この模型の船尾における境界層厚さの対船長比が実船の場合と同じになり、かつ船尾の形状が実船と相似となるように設計する。この境界層相似模型により粘性流れの相似性と幾何的相似性を同時に満たす性能評価を可能にした。CFD(計算流体力学)によるシミュレーションを用いて、模型船、実船、境界層相似模型の粘性流れの検討および推進性能評価を行い、境界層相似模型の流れと推進性能が実船をよく近似することを示し、本手法の有効性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
模型試験による船舶の省エネルギーデバイスの推進性能評価は、模型船と実船のレイノルズ数の差に起因する尺度影響が不可避であった。実際、模型試験では良好な性能が確認された省エネルギーデバイスが実船では期待された効果を発揮しない例も見られる。本研究では、計算流体力学手法による粘性流れシミュレーションを活用して尺度影響を評価し、模型船において実船の流れを再現する新しい性能評価法を提案した。本研究成果により、流体力学的相似性と幾何的相似性を同時に満たす模型試験が可能となり、船舶の省エネルギー性能のさらなる向上によって温室効果ガスの削減を推進するものと思われる。
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