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(12)斜航船体と舵の干渉に関するCFD計算
田中 進、木村校優(三井昭島研)
船舶の操縦性能予測の分野でも種々な応用が図られつつあるCFD技術を斜航中の船体と舵(プロペラなし)の干渉問題に適用し、船体に働く舵の干渉力と船後の舵直圧力特性を計算で求めて模型実験結果と比較した。その結果、CFD技術によって、斜航運動による船後の舵直圧力の変化を十分に評価できるものであることが確認された。
また実船レイノルズ数における斜航中の船後の流場をCFD計算で求め、船後の舵まわりの流れに及ぼすレイノルズ数影響について考察したのち、舵への有効流入角特性に尺度影響を考慮して実船操縦運動シミュレーションを実施した。その結果、シミュレーション結果と実船試験結果との対応が良好であった。
以上より、CFD技術は、船体と舵の干渉という観点から船の針路安定性を評価する上で非常に有効なツールであることが分かった。
斜航運動中における船後の舵への有効流入角に関するCFD検討例
(13)回転系における二層成層間を貫入する密度流の実験的数値的研究
小池一規、佐藤 徹、土屋好寛(東大)
回転水槽に、真水と塩水を使って二層成層を作り、中間の密度を持つ染色された塩水を密度躍層から注入し、その拡がりに対する流量速度、コリオリ力の影響を調べた。また、その数値計算を行った。その結果、コリオリ力が強くなるほど広がりは抑えられ、貫入面積に比例する時間の累乗根は、静止系では4/5であるのに対し、回転系では3/4になることが分かった。また、塩水塊周囲の長さが傾圧不安定の条件になると、不安定になることを確認した。
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静止系での無次元時間―無次元貫入面積の実験と計算結果の比較
回転系での無次元時間―無次元貫入面積の実験と計算結果の比較
(14)キャビテーションジェットによる海上流出油の乳化分散
加藤洋治、古屋浩志、石井 輝(東洋大)
海洋における油流出に対する対策の一つとして、油を分散剤で乳化分散させる方法があるが、環境に対する分散剤の影響を懸念する声もある。
水と油の界面でキャビテーション気泡が崩壊すると、崩壊速度が速いため油を乳化分散させることが出来ることが知られている。この現象を海上に流出した油の乳化分散に利用出来れば、分散剤を散布する必要が無くなり、単に海水を高速で水と油の界面に当てればよいことになり、新しい環境保全技術を提供することが出来る。この報告はその可能性を実験的に調べたものである。
キャビテーション・ジェットによる油の乳化分散
(15)高速水流によるプランクトンの分解
加藤洋治、松岡拓海、石川健一郎(東洋大)
キャビテーションを伴う高速水流を利用して、微生物を分解し環境保全に役立つ技術を開発することを目的として2種の実験装置(超微粒化卓上実験装置およびキャビテーションジェット実験装置)を使用して実験を行った。試料としては池に生息する植物性プランクトンとブラインシュリンプの幼虫を用いた。超微粒化卓上実験装置では15MPaから100MPa、キャビテーションジェット実験装置では1MPaと2.5MPaの圧力で高速水流を発生させた。高圧ほど効果が大きいが1MPaでも効果があった。この技術が実用化されれば、水を高速で流すだけなので、コストも低くすみ有効な環境保全技術になり得る。
1MPaで処理されたブラインシュリンプとその卵
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