Study on development of experimental method for estimating blade deformation of elastic model propellers.

弹性模型螺旋桨叶片变形估算实验方法开发研究

• 批准号: 22K04554
• 负责人: 澤田 祐希
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04554/
• 关键词: 3D PTV; 弾性プロペラ; キャビテーション; 変形量計測; 3次元形状計測; プロペラキャビテーション; 翼変形量計測

本研究で用いる三次元粒子像追跡法(3D-Particle Tracking Velocimetry：以降3D-PTV)は、主にトレーサーを用いた流場解析に使用される計測法であるが、粒子の変位量から速度を求めることから、変形を伴う高速移動物体の変位量が計測可能である。そのため、弾性変形する樹脂製プロペラに対し、翼面に標点を塗布し、その標点を粒子として3D-PTV解析を行うことで、翼面の多点計測が可能であり、高精細な変形量計測データの取得が可能である。本年度では、以下の内容を実施した。3D-PTVを用いた計測システムを構築し、空気中において変位物体を対象とした計上計測を実施し、計測精度の検証を行った。3D-PTVによる変位計測の精度検証として、2台の同期撮影が可能なカメラを用いて、校正板標点および曲面を持つプロペラ静止翼を対象とした空気中多点計測を実施した。校正板はX,Y,Z軸の3方向にトラバース可能であり、変位計測の際は複数パターンの標点を撮影し、それぞれの変位量の精度検証を実施した。本研究の主な計測対象である樹脂製弾性プロペラは水中にて作動するものであるが、空気中にて曲面を持つ物体の変位が計測できれば、水中であっても計測が可能である。静止翼の計測では、半径比ごとの翼面既知座標に標点を塗布し、角度変更した複数パターンの翼面を撮影し、変位量計測の計測精度を検証した。今後は水中にて作動する樹脂製弾性プロペラを対象として、3D-PTVによる翼変形量計測を実施し、組合せラインCCD法との同時計測を実施する。

In this study, で uses the 3D-Particle Tracking Velocimetry (3D-particle tracking velocimetry) method: In 3 d - PTV) has は, main に ト レ ー サ ー を with い た analytical に flow field using さ れ る measuring method で あ る が, particle の - an amount か ら speed を め る こ と か ら and - shaped を う の high-speed mobile object - a quantity が measuring may で あ る. そ の た め, 弾 - shaped す る resin system プ ロ ペ ラ に し seaborne, wing surface に punctuation を coated し, そ の punctuation を particle と し て line 3 d - analytical を PTV う こ と で, wing surface の multi-point measuring が may で あ り, high precise な - shape meter measuring デ ー タ の obtain が may で あ る. This year で で, the following contents を have implemented た. 3 d - PTV を with い た measuring シ ス テ ム を in constructing し, empty 気 に お い て を - an object like と seaborne し た gauge these を be し, measuring accuracy の 検 line card を っ た. 3 d - PTV に よ る - potentiometer 検 の measurement certificate と し て, two の period may pinch of shadow が な カ メ ラ を with い て, correcting punctuation お よ び surface を hold つ プ ロ ペ ラ motionless wing を like と seaborne し た empty 気 in multi-point measuring を be applied し た. Calibration plate は X, Y, Z axis の 3 direction に ト ラ バ ー ス may で あ り, variations measuring の interstate は plural パ タ ー ン の punctuation を pinch of shadow し, そ れ ぞ れ の - a quantity の precision 検 card を be applied し た. This study の main な measuring like で seaborne あ る resin system 弾 sex プ ロ ペ ラ は water に て actuation す る も の で あ る が, empty 気 に て surface を hold の つ object - a が measuring で き れ ば, water で あ っ て も measuring が may で あ る. Stationary wing の measuring で は, radius than ご と の wing surface coordinates に punctuation を coated し, both Angle - more し た plural パ タ ー ン の aerofoils を pinch of shadow し, - meter measuring の measuring precision を 検 card し た. Future は water に て actuation す る resin system 弾 sex プ ロ ペ ラ を like と seaborne し て, 3 d - PTV に よ る wing - shape meter measuring を be し, combination せ ラ イ ン CCD method と の simultaneously measuring を be applied す る.