| 研究課題/領域番号 |
20H02365
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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 | 東京海洋大学 |
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研究代表者 |
波津久 達也 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60334554)
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| 研究分担者 |
井原 智則 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (70767350)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 空気潤滑法 / 気液二相流 / 抵抗低減 / 船舶工学 / 外部流れ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
船底への空気供給による船舶推進抵抗低減技術（空気潤滑法）において、船底外板表面の粗さや濡れ性は、形成する気液二相流の流動特性と摩擦抵抗特性の制御因子となる。この様な固体壁表面の流体力学的諸特性が大きく変化する船底外板近傍の二相流動構造を高精度に予測できる手法は現在無い。この課題の解決に向けて、本研究では、船底の二相流動構造と摩擦特性に及ぼす固体壁表面の諸特性（粗さ、濡れ性）の影響を適切に再現できる新しい二相流解析手法の構築を目的とし、（１）固体壁表面特性と二相流動構造の流体力学的相関の解明、（２）固体壁表面特性と二相流動構造の流体力学的相関を考慮に入れた新しい二相流構成式の開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
船底への空気供給による船体抵抗低減技術である空気潤滑法の高度化の観点から、本研究は、船底の二相流動構造と摩擦特性に及ぼす固体壁表面の諸特性の影響を適切に再現できる新しい二相流解析手法の構築を最終目的とした。船底の二相流動を極力模擬した実験装置を用いて流路表面の粗さを変化させた二相流実験を行い、気泡供給前後における境界層内速度分布、二相流局所流動構造及び摩擦抵抗に関する実験データベースを構築した。取得されたデータベースに基づき、二相流動構造に及ぼす影響因子（気液流量、流路壁面粗さ）を評価するとともに、船底下の二相流動構造と摩擦抵抗に関する二相流構成式の開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体壁面特性と気液二相流の流動構造及び摩擦抵抗の流体力学的相関に着目した研究は、国内外において類例がほとんどなく、その実験的、解析的研究を実施した本研究は、現状に鑑みて学術的意義が大きい。本研究により、特に二相流動構造と摩擦抵抗に及ぼす流路壁面粗さの影響に関する新たな知見が得られ、さらに船底下の二相流動構造と摩擦抵抗特性に関する二相流構成式が新たに開発された。これらの成果は、船底下に形成する二相流の解析技術を進展させるものであり、今後のさらなる研究の推進によって、空気潤滑法による船体抵抗低減技術の高度化が期待できる。
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