キャビテーションが生じる状況下の物体表面損傷に関する予測法の創出

キャビテーションをともなう流れでは，気泡の崩壊により物体表面に損傷を与えることが広く知られており，これまでキャビテーションの崩壊にともなう衝撃力計測など様々な研究が報告されている．小型船舶の船外機では，プロペラの腐食抑制を目的として塗装が施されている場合がある．しかし，船舶の使用状況により，表面に塗布された塗装の剥離や損傷が確認されている．これらの要因として，キャビテーションエロージョンであることが推測されるが，プロペラから生じるキャビテーションが直接的な原因とは断定されていない．また，この塗装の損傷が発現するまでの時間，損傷程度などを推定するには至っていない．本研究は小型回流水槽を用いたモデル実験により，塗装を施した縮流モデルをキャビテーション状況下に曝し，塗装の損傷とキャビテーションの因果関係を明らかにし，塗装損傷の推定法を得ることを目的とする．実験では，流速を変化させた場合の塗装の損傷位置，面積，また損傷に要する経過時間を調べる．また，各流速条件について流れの高速度カメラを用いたキャビテーションの発現から崩壊に至る挙動について可視化を行い，崩壊位置と塗装の剥離位置の関係を得る．さらにモデル表面にはたらく力を実験的に調べ，実験事実に基づく知見を構築する．実験結果の詳細を調べるため，OpenFoamを用いた数値シミュレーションを行い，実験結果と対比することで数値モデルの検証および塗装損傷に関する推定法を見出すことをあわせて目的とする．これらの複合的な知見を基に，キャビテーションによる物体表面損傷の推定法を得ることを狙う．

キャビテーションをともなう流れでは，気泡の崩壊により物体表面に損傷を与えることが広く知られており，これまでキャビテーションの崩壊にともなう衝撃力計測など様々な研究が報告されている．小型船舶の船外機では，プロペラの腐食抑制を目的として塗装が施されている場合がある．しかし，船舶の使用状況により，表面に塗布された塗装の剥離や損傷が確認されている．これらの要因として，キャビテーションエロージョンであることが推測されるが，プロペラから生じるキャビテーションが直接的な原因とは断定されていない．また，この塗装の損傷が発現するまでの時間，損傷程度などを推定するには至っていない．本研究は小型回流水槽を用いたモデル実験により，塗装を施した縮流モデルをキャビテーション状況下に曝し，塗装の損傷とキャビテーションの因果関係を明らかにし，塗装損傷の推定法を得ることを目的とする．実験では，流速を変化させた場合の塗装の損傷位置，面積，また損傷に要する経過時間を調べる．また，各流速条件について流れの高速度カメラを用いたキャビテーションの発現から崩壊に至る挙動について可視化を行い，崩壊位置と塗装の剥離位置の関係を得る．さらにモデル表面にはたらく力を実験的に調べ，実験事実に基づく知見を構築する．実験結果の詳細を調べるため，OpenFoamを用いた数値シミュレーションを行い，実験結果と対比することで数値モデルの検証および塗装損傷に関する推定法を見出すことをあわせて目的とする．これらの複合的な知見を基に，キャビテーションによる物体表面損傷の推定法を得ることを狙う．