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ハイドロゲル塗膜による乱流渦の抑制と船底摩擦抵抗低減効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24760675
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 船舶海洋工学
研究機関大阪大学

研究代表者

高木 洋平  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40435772)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード乱流制御 / 水和型塗膜 / ハイドロゲル / 直接数値計算 / すべり速度 / 多孔質性 / 乱流渦 / 乱流 / テイラー渦 / 二重回転円筒装置 / 塗膜 / 平行平板間乱流 / 抵抗低減
研究概要

船底塗料として用いられるハイドロゲル塗料は海水中で水和層を形成し、さまざま機能を発現する。本研究ではハイドロゲル塗膜による摩擦抵抗低減効果を、乱流中の渦構造形成過程との関連から明らかにした。まず内円筒表面に塗装を施した回転二重円等装置を作製し円筒にかかるトルク値を測定した。その結果、ハイドロゲル塗料による抵抗低減効果が塗膜厚みが薄くなることによって顕著になることを実験的に示した。さらに、壁面上での局所すべり速度を考慮した場合や壁面への流体透過性を考慮したチャネル乱流の数値計算を行い、抵抗低減効果が渦構造のスケールや境界層の厚みに依存することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (16件)

  • [学会発表] 流路壁面の多孔質性が乱流場に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      高木,中本,岡野
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体透過性を有する多孔質壁面上での乱流抵抗増減効果に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      中本,高木,岡野
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 流体透過性を有する多孔質壁面上での乱流抵抗増減効果に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      中本, 高木, 岡野
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study on turbulent drag reduction in channel flow with non-uniform slip wall responding shear stress2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, M. Nakamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      9th World Congress of Chemical Engineering Incorporating 15th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (WCCE9 & APCChE2013)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical investigation of the drag reduction mechanism in turbulent channel flow with local slip velocity2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, M. Nakamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      The Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow 2013
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical study on the influence of turbulent structure in a channel with wavy-walls on drag reduction2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamoto, Y. Takagi and Y. Okano
    • 学会等名
      8th International Open FOAM Workshop
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] せん断応答性を有する塗膜の乱流抵抗低減効果2013

    • 著者名/発表者名
      高木,中本,岡野
    • 学会等名
      化学工学会第45秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 薄い多孔質壁を持つチャネル乱流での乱流構造と抵抗増減効果の関連性2013

    • 著者名/発表者名
      中本,高木,岡野
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical study on turbulent drag reduction in channel flow with non-uniform slip wall responding shear stress2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, M. Nakamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      9th World Congress of Chemical Engineering Incorporating 15th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (WCCE9&APCChE2013)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical investigation of the drag reduction mechanism in turbulent channel flow with local slip velocity2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, M. Nakamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      The Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow 2013 (ASCHT'13)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study on the influence of turbulent structure in a channel with wavy-walls on drag reduction2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamoto, Y. Takagi, Y. Okano
    • 学会等名
      8th International OpenFOAM Workshop
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] せん断応答性を有する塗膜の乱流抵抗低減効果2013

    • 著者名/発表者名
      高木, 中本, 岡野
    • 学会等名
      化学工学会第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ヒドロゲル塗膜による乱流渦抑制と抵抗低減効果に関する数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      中本真義, 高木洋平, 岡野泰則
    • 学会等名
      第15回化学工学会学生発表会北九州大会
    • 発表場所
      北九州市立大学北方キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 局所すべり速度を有する機能性塗膜上乱流の数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      高木洋平, 中本真義, 岡野泰則
    • 学会等名
      化学工学会第78年会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Investigation of the Drag Reduction Mechanism in Turbulent Channel Flow with Local Slip Velocity2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, M. Nakamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      The 4th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Study on Turbulent Drag Reduction in Channnel Flow with Non-uniform Slip Wall Responding Shear Stress2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Takagi, M. Nakamoto and Y. Okano
    • 学会等名
      The 9th World Congress of Chemical Engineering
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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