| 研究課題/領域番号 |
17360425
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| 研究機関 | 独立行政法人海上技術安全研究所 |
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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, 副研究部門長 (90373430)
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| 研究分担者 |
久米 健一 独立行政法人海上技術安全研究所, 流体部門, 研究員 (10373424)
安束 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)
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| 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 / プロペラルート / 翼面圧力分布 |
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| 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ことが知られている。しかしながら、このフィンの理論的設計法は開発されていない。このため、フィン付プロペラの設計のツール開発のための検証データを入手するとともに、フィン付プロペラの設計法を開発することを目的とした。
2.研究実施計画実施経過:フィン付きプロペラの性能解析と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、理論計算法の検証データを取得するとともに、新しいプロペラとフィンを製作し、キャビテーション水槽で性能計測やルート・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。実験のデータと対比して斜流プロペラ性能解析プログラムの開発に取り組んだ。プロペラ単独やフィン付プロペラの誘導速度を計算し、LDV計測結果との比較検討を行い、プロペラ性能計算法の精度を調査し、理論の改良やモデル化の検討に活用した。フィン付プロペラの性能解析法の開発を行った。異なる二種類の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二種類のプロペラについて調べた。更に、この種のプロペラに発生するエロージョンを最小となるフィンの配置を予測する計算法を開発に取り組んだ。
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)二種類の前方フィンと二種類のプロラの組み合わせに対してフィン付プロペラのキャビテーション性能を明らかにするとともにエロージョン試験を実施した。(2)プロペラとフィン付きプロペラについてLDVによる流場計測を行い、フィンのプロペラやフィン付プロペラに及ぼす影響を調査した。(3)周波数領域パネル法によるタンデム・プロペラの性能計算法の開発を行った。(4)時間領域パネル法による厳密な斜流プロペラの性能計算法を開発した。また、フィン付のプロペラについても性能計算法に取り組んだ。(5)エロージョン試験結果と周波数領域パネル法によるタンデム・プロペラの性能計算法によるフィン付プロペラプロペラについての圧力分布計算結果とを比較考察し、エロージョン指数を定義し、圧力係数を制御パラメータとする対エロージョンの観点からの最適フィン付プロペラ設計法を開発した。
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