| 研究課題/領域番号 |
22K04554
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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 | 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 |
澤田 祐希 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 (60711356)
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| 研究分担者 |
白石 耕一郎 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 (40586591)
新川 大治朗 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 (40785549)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 3D PTV / 弾性プロペラ / キャビテーション / 変形量計測 / 3次元形状計測 / プロペラキャビテーション / 翼変形量計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、樹脂製模型プロペラを対象に、スキュー角の異なる場合のプロペラ作動中の翼変形量、キャビティ形状、変動圧に関してパラメータスタディを行い、それぞれの関連性を明確化することで、複合材料製プロペラの設計に必要な流体-構造連成計算の高度化に資するための有用な検証データの取得を目的とする。作動中のプロペラ翼の変計量は、計算技術向上に必要な重要な要素であり、本研究では、3D-PTV(三次元粒子像追跡法)を用いた多点計測法を用いることで、より高精細な変形量計測データの取得を行う。
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| 研究実績の概要 |
本研究で用いる三次元粒子像追跡法(3D-Particle Tracking Velocimetry：以降3D-PTV)は、主にトレーサーを用いた流場解析に使用される計測法であるが、粒子の変位量から速度を求めることから、変形を伴う高速移動物体の変位量が計測可能である。そのため、弾性変形する樹脂製プロペラに対し、翼面に標点を塗布し、その標点を粒子として3D-PTV解析を行うことで、翼面の多点計測が可能であり、高精細な変形量計測データの取得が可能である。
本年度では、以下の内容を実施した。
3D-PTVを用いた計測システムを構築し、空気中において変位物体を対象とした計上計測を実施し、計測精度の検証を行った。3D-PTVによる変位計測の精度検証として、2台の同期撮影が可能なカメラを用いて、校正板標点および曲面を持つプロペラ静止翼を対象とした空気中多点計測を実施した。校正板はX,Y,Z軸の3方向にトラバース可能であり、変位計測の際は複数パターンの標点を撮影し、それぞれの変位量の精度検証を実施した。本研究の主な計測対象である樹脂製弾性プロペラは水中にて作動するものであるが、空気中にて曲面を持つ物体の変位が計測できれば、水中であっても計測が可能である。静止翼の計測では、半径比ごとの翼面既知座標に標点を塗布し、角度変更した複数パターンの翼面を撮影し、変位量計測の計測精度を検証した。今後は水中にて作動する樹脂製弾性プロペラを対象として、3D-PTVによる翼変形量計測を実施し、組合せラインCCD法との同時計測を実施する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画の通り、本研究の要である3D-PTVを用いた計測システムを構築した。そして、空気中において校正板標点と樹脂製模型プロペラの変位計測を行い、想定した精度を有することと確認した。今後予定している弾性プロペラの翼変形量計測の実現可能性が確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度では、以下の内容を実施する。
(1)構築した計測システムを水中へ適用するため、キャビテーション水槽にて弾性模型プロペラを対象とした翼変形量計測を行う。
(2)3D-PTVと併用して組合せラインCCD法を用いた計測システムを構築し、変形によるキャビテーション形状影響について検証する。
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