著者
田中 泰爾 大石 義彦 朴 炫珍 田坂 裕司 村井 祐一 川北 千春
出版者
一般社団法人 日本機械学会
雑誌
日本機械学会論文集 (ISSN:21879761)
巻号頁・発行日
vol.88, no.907, pp.21-00297, 2022 (Released:2022-03-25)
参考文献数
24

Drag reduction by bubble injection in turbulent boundary layers was investigated using a 36-m-long flat-bottom model ship. The model ship was towed at 8.0 m/s, resulting in a downstream-distance-based Reynolds number as high as 2.9 × 108. The total resistance exerting on the model ship was reduced, and the resistance reduction increased with the air flow rate for the bubble injection. The local wall shear stress on the bottom plate was measured at multiple locations to clarify the streamwise transition of the drag reduction. The local drag reduction observed at the upstream measurement locations was increased with the air flow rate. The higher gas flow rate, moreover, produced the longer streamwise persistence of the drag-reduction effect. These multiple factors improved the efficiency of the total resistance reduction against the power consumption for the bubble injection. We provide the estimation of total frictional drag reduction for the full-scale ships using the equation of the local friction coefficient obtained experimentally. The results of the model ship experiment and the full-scale estimation consistently indicated that the downstream persistence of the local drag-reduction effect strongly affect the total drag reduction of such the long hulls.
著者
村井 祐一 石川 正明 田坂 裕司 熊谷 一郎 北川 石英 大石 義彦
出版者
北海道大学
雑誌
基盤研究(A)
巻号頁・発行日
2012-04-01

2011年の大震災以来,エネルギーの効率的な生産と効果的な利用が,持続可能な社会を目指す上で早急に実現すべき人類の課題として最重要視されてきた.このうち海運分野で重責を担う革新的省エネ技術が,二相流を利用した乱流摩擦抵抗低減技術である.船舶の10%の抵抗低減が世界全体で2GW(年間CO2換算で2100メガトン)の省エネを実現する.本課題では,高レイノルズ数環境にある二相流力学的な「摂理」(多次元性,マルチスケール性,ならびに著しい非定常性・不規則性)を真正面から扱い,5%以下の僅かなボイド率で30%以上の正味抵抗低減率を「常に」得るような二相乱流のスマート制御を達成した.