空気潤滑船の気泡の挙動メカニズムとエネルギー収支の解明による省エネ効果の向上

• 研究課題/領域番号: 25K01443
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24020:船舶海洋工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 濱田 達也 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 (00608630) ; 川島 英幹 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, 上席研究員 (20450679) ; 高木 洋平 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40435772) ; 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) ; 金丸 崇 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90612127)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2026年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2025年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 空気潤滑船 / 気泡の挙動 / 抵抗・推進性能 / 自航要素 / エネルギー収支

研究開始時の研究の概要

気泡により船体の粘性抵抗を低減する「空気潤滑法」がある。船舶は、周囲の流体の粘性により船体に引きずられた流れの中でプロペラを作動させ、粘性抵抗で失われた運動量を回収しているが、先行研究では、空気潤滑状態ではプロペラによるエネルギー回収が減少することが示唆されている。
本研究では、空気潤滑状態における推進効率低下の要因を、粘性抵抗によるエネルギー消費と推進器によるエネルギー回収の観点から解明する。大型キャビテーション水槽でプロペラ作動時の気泡挙動と流場を計測し、気泡が流場に与える影響を調査する。得られた知見を基に気泡流モデルの改良と省エネ効果を高める手法を提案する。