| 研究課題/領域番号 |
21K04512
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
川島 久宜 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (50399531)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 混相流 / キャビテーション / 気泡 / 可視化計測 / 熱・物質輸送 / 可視化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
流体機械に生じるキャビテーションによる物体表面の損傷予測法を得ることを目的として，縮流モデルに生じるキャビテーションを対象に，高速度カメラを用いた可視化計測，キャビテーションの崩壊にともなう衝撃力の計測，モデル表面に塗布された塗装損傷評価，数値シミュレーションによる流れ場の再現を行う．これらの計測および数値解析結果を複合的に捉えることで，キャビテーションによる物体表面の塗装の損傷に関する予測法を検討する．
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| 研究成果の概要 |
キャビテーションをともなう流れでは，気泡の崩壊により物体表面の塗装の剥離や損傷が確認されている．これらの要因として，キャビテーションエロージョンであることが推測されるが，キャビテーションが直接的な原因とは断定されていない．
本研究は小型回流水槽を用いたモデル実験により，塗装を施した縮流モデルをキャビテーション状況下に曝し，塗装の損傷とキャビテーションの因果関係を調べる．また，縮流モデルにPVDF（ポリフッ化ビニルデン）を埋め込み，多点衝撃力計測と高速度カメラを用いた同時計測を行い，塗装の剥離位置とキャビテーションの崩壊による強い衝撃力計測位置が一致することを確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
キャビテーションは液体を搬送する流体機械には少なからず発生する身近な現象である．キャビテーションの物理現象を調べるため，これまで気泡力学，流れの可視化などが実施されてきた．ここでは，工業分野で実際に問題となる物体表面に塗装した塗膜の剥離に注目した．可視化計測，力計測，塗膜試験など様々な試験を実施し，塗装の剥離はキャビテーションの崩壊に強く影響を受けることが判明した．
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