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気泡注入アクティブ制御による新しい乱流摩擦抵抗低減技術の開発

利用气泡喷射主动控制开发新型湍流摩擦减阻技术

基本信息

批准号：
15J00147
负责人：
朴炫珍
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00147/
关键词：
乱流制御抵抗低減気泡

项目摘要

船舶における空気潤滑法の効率向上が本研究の目的である．昨年度では気泡注入を周期的に行うことで人工的なボイド波を乱流境界層に与えて空気潤滑法の抵抗低減を促進させる反復気泡注入（Repetitive bubble injection, RBI）を提唱し，その実用性の立証に注力した．RBIを有効的に使用するためには，ボイド波の発達・成長過程に合わせた制御が必要である．ボイド波の発達・成長過程を理解するため，既存の連続気泡注入（Continuous bubble Injection, CBI）における自然に成長するボイド波について，二つの実験を用いて調べた．<CBIにおける自然発達ボイド波計測>RBIは気泡が移流する際に生じる気泡の粗密分布（クラスター）を積極的に利用する技術である．RBIを船舶に適用するためには，外部流れにおけるクラスターの生成有無を確認する必要がある．そのため，4ｍの平板境界層をもつ模型船を用いて，気泡の挙動を実験的に調査し，周期的に流れる気泡クラスター（ボイド波）を確認した．このボイド波は摩擦抵抗低減と因果関係があると予想されるため，二流体モデルを用いて，その関係を理論的に示した．<気泡間相互作用の基礎研究>気泡クラスターは複数の気泡が移流する際に気泡間の相互作用により生成されると仮定し，その相互作用を理解するため，フランスのIMFTのRoig教授の協力を得て，チェインバブルを用いた基礎実験を行った．ここで，チェインバブルは同一の軌道をもって一列に並んで上昇する気泡列をいう．IMFTに訪問し，一か月間チェインバブルの実験を行った．厚さ1mmの水槽の底面に設置したキャピラリーチューブで一定流量で空気を注入すると，チェインバブルが形成されるが，流量が増加すると，気泡間の相互作用によりクラスターが形成される．現在，挙動気泡を分析し，Roig教授と議論をしている．

The efficiency of air lubrication method for ship is improved. In the past year, repeated bubble injection (RBI) has been used to promote the effectiveness of the bubble injection cycle. The artificial bubble injection cycle has been used to promote the development and growth of the bubble. To understand the development and growth process of the wave, existing Continuous bubble injection (CBI), natural growth of the wave, and the use of modulation. <CBI natural emission detection>RBI bubble generation during flow migration coarse bubble density distribution (kasta) active utilization of technology.RBI ship application, external flow generation necessary to confirm. 4m flat plate boundary layer is used in the model ship. The bubble movement is investigated and the periodic flow is confirmed. The relationship between the two fluids is shown in theory. <Basic Research on the Interaction between Gas Bubbles> The generation and stability of gas bubbles during the migration of gas bubbles, and the understanding of their interactions, Professor Roig and IMFT of gas bubbles have worked together to develop basic research on the use of gas bubbles. In this case, it is the same as the one in the same column.IMFT is the same as the one in the same column. The bottom surface of the tank with a thickness of 1mm is set to a certain flow rate, air is injected, air bubbles are formed, the flow rate is increased, and the interaction between bubbles is formed. Now, Professor Roig's comments on this topic are very interesting.