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クラウド・キャビテーションに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 61420033
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 船舶抵抗・運動性能・計画
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 洋治  東京大学, 工学部, 教授 (00010695)

研究分担者 渡辺 弥幸  東京大学, 工学部, 助手 (00010893)
山口 一  東京大学, 工学部, 助教授 (20166622)
木下 健  東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70107366)
宮田 秀明  東京大学, 工学部, 助教授 (70111474)
梶谷 尚  東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
研究期間 (年度) 1986 – 1988
研究課題ステータス 完了 (1988年度)
配分額 *注記
34,300千円 (直接経費: 34,300千円)
1988年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
1987年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
1986年度: 15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
キーワードキャビテーション / クラウド・キャビテーション / レーザーホログラフィ / 水中翼 / 気泡流 / 数値流体力学 / レーザ・ホロクラフィ / レーザ流速計 / レーザ・ホログラフィ
研究概要

定常流中の2次元翼に発生する非定常シート・クラウド・キャビテーション流場の機構を実験的・理論的に研究した。主な成果は以下の通りである。
1.翼面上の圧力信号をもとに、レーザー流速計の出力信号と高速度写真を条件付サンプリングすることにより、クラウド・キャビテーション回りの流速分布を測定した。それにより、クラウド・キャビテーションはキャビティそのものによって引き起こされた流体の渦運動の中央部に気泡が取り込まれて崩壊して行くものであり、その発生・成長・崩壊の全てに渡って流場の渦運動と密接に関連するものであることが分かった。
2.レーザーホログラフィ法により、クラウド・キャビテーション及び安定なシート・キャビティ後流の気泡群の測定を行った。その結果、クラウド・キャビテーション内の渦キャビテーションの3次元構造や球状気泡の空間分布が測定できた。明瞭に識別可能な気泡の最小直径は、30〜40μm程度である。また、解析への画像処理の応用も試みた。
3.三分力計により計測した揚力と高速度写真で計測したキャビティの大きさの時間変化を対応付けた。それによると、キャビティは単調に大きくなり、あるところで突然切れてクラウド・キャビテーションを放出するという変化を示すのに対し、翼の揚力係数は最初増加した後減少し、キャビティが切れる際にはその時間微分は負であることが分かった。
4.気泡2相流モデルという新たなキャビティモデルにより、非定常キャビテーションの数値計算を行った。それによると、クラウド・キャビテーションの発生にはキャビティ前縁で剥離した剪断層の挙動が密接に関連していることが示されるとともに、非定常シート・クラウド・キャビテーションの高精度数値予測の可能性が示された。

報告書

(4件)
  • 1988 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1987 実績報告書
  • 1986 実績報告書

研究成果

(15件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] 久保田晃弘 他: 日本造船学会論文集. 160. 78-92 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山口一: 第3回舶用プロペラに関するシンポジウム講演論文集. 95-134 (1987)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kato et al.: Proceedings of the 18th International Towing Tank Conference. 2. 433-437 (1987)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 加藤洋治: 第6回混相流シンポジウム講演論文集ー混相流の流動機構・流動特性ー. 37-58 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kubota et al.: Journal of Fluids Engineering,Transactions of the ASME. (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kubota;et al.: "Unsteady Structure of Cloud Cavitation on a Foil Section" Journal of the Sciety of Naval Architects of Japan. 160. 78-92 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Yamaguchi: "Cavity Flow Theory" Proceedings of the 3rd Symposium on Marine Propellers. 95-134 (1987)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kato;et al.: "Laser Doppler Velocimeter Measurements in Cavitation Tunnel" Proceedings of the 18th International Towing Tank Conference. 2. 433-437 (1987)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Kato: "Flow Mechanism of Cavitation" Proceedings of the 6th Multiphase Flow Symposium -Mechanism and Characteristics of Multiphase Flow-. 37-58 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Kubota;et al.: "Unsteady Structure Measurement of Cloud Cavitation on a Foil Section Using Conditional Sampling Technique" Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME. (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1988 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Kubota;et al.: Journal of Fluids Engineering,Transactions of the ASME. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] A. Kubota 他: International Symposium on Cavitation Research Facilities and Techniques - 1987, ASME. FED-VOL.57. 161-168 (1987)

    • 関連する報告書
      1987 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田晃弘: 日本造船学会論文集. 第160号. 78-92 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田晃弘: 流体力学講演会. 第18回. 302-305 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 久保田晃弘: 応用力学連合講演会. 第36回. 303-306 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書

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公開日: 1987-03-30   更新日: 2016-04-21  

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