舶用液体水素タンク内部における熱流動現象の解明 -計測・数値解析-

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14883
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 前川 一真 神戸大学, 海事科学研究科, 助教 (20760664)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 水素 / 超伝導応用 / 液面センサー / 海上輸送 / スロッシング / 熱流動 / 低温計測

研究成果の概要

本研究では、液体水素を安全に海上輸送するための基盤技術の提供を目指して、海上輸送時における液体水素タンク内部の熱流動現象を解明することを目的とし、練習船深江丸を用いた外洋における液体水素海上輸送実験を行った。海上輸送実験では、船体動揺に伴うスロッシングを複数本の超伝導液面センサーで検知するとともに、タンク内部の温度上昇率、圧力上昇率、液体水素蒸発量等への影響を明らかにした。また、数値解析ソフトSTAR-CCM+を用いて、液体水素タンク内部の熱流体解析モデルを構築した。

自由記述の分野

低温工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

LNGをはじめ舶用の大型タンク内部の極低温危険物のスロッシング時の熱流動現象は、安全及び計測技術の問題から、実験的に詳しく調べられていなかった。本研究では、液体水素タンク内部のスロッシングを複数本の超伝導液面センサーを用いて調べる新手法を確立するとともに、海上輸送実験により取得したタンク内部の温度、圧力、タンクに加わる加速度等のデータを数値解析の参照データとして用いることで、最適な数値解析モデルを構築することができた。本研究により、安全な液体水素海上輸送技術を確立するとともに、舶用大型液体水素タンクの開発に貢献することができる。