ルート・エロージョン防止フィンに関する研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17360425
• 研究機関: 独立行政法人海上技術安全研究所
• 研究代表者: 右近 良孝 独立行政法人海上技術安全研究所, 流体部門, 副部門長 (90373430)
• 研究分担者: 日夏 宗彦 独立行政法人海上技術安全研究所, 流体部門・流体制御研究グループ, グループ長 (60358398) ; 川並 康剛 独立行政法人海上技術安全研究所, 流体部門・推進性能研究グループ, 研究員 (00373423) ; 久米 健一 独立行政法人海上技術安全研究所, 流体部門・推進性能研究グループ, 研究員 (10373424) ; 工藤 達郎 独立行政法人海上技術安全研究所, 流体部門・推進性能研究グループ, 上席研究員 (30358395) ; 安東 潤 九州大学, 工学院工学研究院海洋システム工学部門, 教授 (60211710)
• キーワード: キャビテーション / エロージョン / 高速艇プロペラ / タンデム・プロペラ / プロペラ流場 / LDV計測

研究概要

1.目的:高速艇や大型高速フェリーなどではプロペラ軸が船体から斜めに出ているので、プロペラの羽根の根元(ルート)にルート・キャビテーションが発生し、激しいエロージョンがしばしば発生する。プロペラの前方に小さなフィンを取り付けると、エロージョンを防止する効果があるが、フィンの設計法は確率していない。このため、フィン付プロペラの設計のツールを開発し、検証データを入手することを目的とした。
2.研究計画実施経過:フィン付プロペラ性能解析・設計法を開発するため、プロペラ設計作動点においてプロペラ周りのLDV計測を行い、検証データを取得するとともに、100万コマの高速度カメラを用いてルート・キャビテーションの観察を行い、ルート・エロージョンの原因となるキャビテーションの形態や挙動を把握した。これらのデータに基づきプロペラ周りの流場のモデル化を構築するため、斜流プロペラ性能解析プログラムの開発に取り組んだ。プロペラ誘導速度の干渉現象のモデル化の調査をした。プレ・プロペラ・フィンのプロペラ性能解析法の開発を行った。フィンの耐エロージョン効果とプロペラ効率への影響を調べた。
更に、この種のプロペラに発生するキャビテーションを予測する計算法を開発した。
3.成果:高速船艇に特有の斜流プロペラのルート・キャビテーションについて(1)前方フィンのキャビテーションに対する働きを超高速度デジタル・ビデオカメラでの撮影で明らかにした。(2)フィン付きプロペラの効率向上の可能性を見いだした。(3)LDV計測を行い、フィンとプロペラの干渉データを取得した。(斜流状態については充分なデータが取れなかった)(4)渦格子法によるタンデム・プロペラの性能計算法の開発を行った。(要改良)(5)パネル法で斜流プロペラの性能計算法を開発した。(要改良)

研究成果

• [雑誌論文] LDVによるプロペラ後流の流場計測 (2005)
  • 著者名/発表者名: 川並康剛
  • 雑誌名: 海上技術安全研究所研究発表会講演集 第5回 ページ: 327-328
• [雑誌論文] メガコンテナ船プロペラの改良および船後キャビテーション試験 (2005)
  • 著者名/発表者名: 久米健一
  • 雑誌名: 海上技術安全研究所研究発表会講演集 第5回 ページ: 329-332
• [雑誌論文] 斜流プロペラに発生するルート・キャビテーションとエロージョン防止フィン (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤沢純一
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演論文集 第1号 ページ: 249-250
• [雑誌論文] 超高速度ビデオカメラを用いたプロペラ・ルート・キャビテーション崩壊現象の観察 (2005)
  • 著者名/発表者名: 迫田我行
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演論文集 第1号 ページ: 251-252
• [雑誌論文] 実用型スーパーキャビテーション・プロペラの研究 第二報 軸流及び斜流中におけるプロペラ単独性能に及ぼす翼根部後縁形状の影響 (2005)
  • 著者名/発表者名: 姫井弘平
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演論文集 第1号 ページ: 257-260
• [雑誌論文] 第4章 プロペラ・キャビテーションとこれらが誘起する諸問題 (2005)
  • 著者名/発表者名: 右近良孝
  • 雑誌名: 第5回舶用プロペラに関するシンポジウム ページ: 125-200