| 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, 海上技術安全研究所, 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, 海上技術安全研究所, 主任研究員 (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, 海上技術安全研究所, 主任研究員 (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 (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)
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 | PTV / 弾性プロペラ / キャビテーション / 3次元形状計測 / 3D PTV / 変形量計測 / 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 |
本研究では、三次元粒子像追跡法(3D-Particle Tracking Velocimetry)を用いて、規定回転数および試験状態時の弾性プロペラの翼変形量を計測することが目的達成のための重要な要素としている。本年度では、3D-PTVを用いた計測システムを構築し、キャビテーション水槽にて樹脂製プロペラの翼変形量計測を実施した。計測手段として、ストロボ発光タイミングで撮影が可能なカメラを使用し、2台で視差を付けることで三次元計測を可能とした。対象となるプロペラ翼には半径比ごとにΦ1mmの白標点(マーキング)を塗布し、所定位相角における変形量計測を実施する他、キャビテーション発生時の変動圧計測および水中騒音計測を実施した。ここで、キャビテーション水槽にてカラーセンサカメラを使用して光学試験を行う際は、バンドパスフィルタによる波長カットが必要であり、水およびアクリルを介することで発生する光の波長ズレにより、撮像された画像の標点が3原色に分散し解析を困難とする。そこで、特定波長にピークを持つカメラを使用することで、波長ズレによる問題を解消した。
一方、弾性変形プロペラは回転することで翼が水槽上流側へ大きく変形することから、カメラ校正範囲が組合せラインCCD法と比較して、長手方向(プロペラ軸座標X軸方向)に広く取る必要があり、被写界深度をより深くすることから光量調整が困難であった。
今後は組合せラインCCD法との併用運用を実施。また、スキュー角の異なる弾性プロペラのパラメータスタディを行う。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
キャビテーション水槽にて弾性変形する樹脂製プロペラの変形量計測を実施しているが、屈折影響問題やカメラ撮影システムの更新に時間を要したため、計画書予定であるプロペラパラメータスタディが実施できていない。また、同様に組合せラインCCD法を用いた併用運用が未実施である。
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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)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。
(2)プロペラスキュー角変化によるパラメータスタディを実施する
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