研究課題
基盤研究(B)
1.目的:高速船艇では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。プロペラの前方にフィンを取り付けるとエロージョン防止効果があるが、フィンの理論的設計法は開発されていない。設計ツール開発のための検証データを入手し、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:フィンがプロペラ性能に及ぼす影響を把握し、超高速度カメラを用いて、フィンのキャビティ崩壊挙動に及ぼす効果を調べた。次に、プロペラ流場のLDV計測を行い、理論計算法開発のための検証データを取得した。2年度目には、新しいプロペラとフィンを製作し、性能計測を行い、2種類のフィンの幾何形状や配置がプロペラ性能に及ぼす影響を把握した。更に、種々のフィン配置に対してルートキャビティの崩壊挙動を調べた。一方、厳密な斜流プロペラ性能解析法と実用的なフィン付プロペラ性能計算法を開発し、誘導速度の各計算結果とLDV計測結果と比較検討を行い、両計:算法の精度を確認した。更に、高速艇プロペラに発生するキャビテーション予測法の開発に取り組んだ。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ペ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、フィンのプロペラに及ぼす影響を把握した。(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を開発した。(4)時間領域1パネル法で斜流プロペラの性能計算法を開発した。(5)エロージョン試験結果とタンデムプロペラ性能計算法による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、圧力係数及び圧力勾配係数を制御パラメータとするアンチエロージョン最適フィン付プロペラ設計法を開発した。
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