水トンネル（流体力学）

水トンネルは、流水中の水中物体の流体力学的挙動を試験するために使用される実験施設である。循環風洞と同様に機能するが、作動流体として水を使用し、潜水艦の縮尺モデルにかかる力や水中翼船の揚力と抗力の測定など、関連現象が調査される。粒子画像流速測定法(PIV)などの技術は水中で実施しやすいため、測定を行うために風洞の代わりに水トンネルが使用されることがある。多くの場合、レイノルズ数が同等である限り、水中車両モデルを空中で試験するか、航空機を水中で試験するかに関係なく、結果は有効である。低レイノルズ数の流れの場合、水トンネルで水の代わりに油を流すことができる。利点は、粘度が増加するため、より低いレイノルズ数で流れをより高速にできる (したがって、安定した状態で維持しやすくなる) ことである。

風洞では通常、駆動力として調整可能なブレード ピッチを備えた高度な多ブレードプロペラが使用されるのに対し、水トンネルや油トンネルでは、流体はポンプで循環され、流体に直接運動量を与えるのではなく、圧力ヘッドの差を効果的に利用して流体を移動させます。したがって、水トンネルや油トンネルの戻りセクションでは、流量管理は必要ありません。通常は、ポンプと必要な流速に合わせたサイズのパイプだけです。水トンネルの上流セクションは、通常、側面に沿っていくつかの穴が開けられ、端が開いているパイプ (ポンプからの出口) と、テスト セクションへの収縮前に流れを均一にする一連の粗いスクリーンと細かいスクリーンで構成されています。風洞でも収縮前にスクリーンがある場合がありますが、水トンネルでは、窓の開口部や網戸に使用されるスクリーンと同じくらい細かい場合があります。

さらに、多くの水トンネルは密閉されており、内部の静圧を下げたり上げたりしてキャビテーションの研究を行うことができます。これらはキャビテーショントンネルと呼ばれます。

キャビテーションは高速現象であるため、可視化するには特別な手順が必要です。ダイナモメーターに取り付けられたプロペラを流入水の中に置き、プロペラ速度（回転数）と流入水流の速度のさまざまな比率で、その推力とトルクを測定します。プロペラ速度と同期したストロボスコープでキャビテーション バブルを「凍結」します。これにより、プロペラがキャビテーションによって損傷を受けるかどうかを判断できます。実物大のプロペラとの類似性を確保するために、圧力を下げ、水のガス含有量を制御します。

多くの場合、トンネルは、船舶模型水槽の波浪水路などの他の実験施設と共に設置されます。

• 「オーストラリア海事大学」 AMC ^[1]

• サンパウロ技術研究所 (IPT)、海軍海洋工学研究所 (NAVAL)。

• 国立研究評議会海洋技術研究所キャビテーショントンネル、^[2] セントジョンズ、ニューファンドランド。

• 「トンネル・ド・キャビテーション」エコール・ナヴァーレ、^[3]ランヴェオック
• 「Grand Tunnel Hydrodynamique」Bassin d'Essais des Carènes、^[4]ヴァル・ド・ルイユ
• 「TH8.2V : Tunnels Hydrodynamiques 8 ou 2 m3/s」^[5] Centre d'études et de recherche de Grenoble

• ヴァッサーバウとシフバウのヴェルスクサンシュタルトにある複数のキャビテーション トンネル^[6]ベルリン
• デュイスブルク＝エッセン大学、船舶技術・海洋工学・輸送システム研究所のキャビテーショントンネル、^[7]デュイスブルク＝エッセン大学
• ポツダム船舶模型水槽の空洞化トンネル、^[8]ポツダム
• ハンブルク船舶模型水槽の大型キャビテーショントンネル、^[9]ハンブルク
• オスカー・フォン・ミラー研究所の複数のキャビテーショントンネル、^[10]ミュンヘン工科大学

• 流体制御研究所、パラカッド、ケーララ州。
• ヴィシャカパトナム海軍科学技術研究所のキャビテーショントンネル。
• インド工科大学カラグプル校航空宇宙工学科
• インド工科大学マドラス校。

• イラン科学技術大学応用流体力学研究所、^[11]ナルマク、テヘラン。
• シャリフ工科大学海洋工学研究所、^{[12] [13]}アザディ通り、テヘラン。

• ジェノヴァ大学造船学科。
• INSEAN キャビテーション施設、INSEAN (国立造船学研究実験研究所)、ローマ。

• ワーゲニンゲンのオランダ海洋研究所の大型キャビテーショントンネルと高速キャビテーショントンネル
• トゥエンテ大学のトゥエンテ水道トンネル施設^[14]

• キャビテーション ラボ NTNU、ノルウェー科学技術大学、トロンハイム

• CEHIPAR (Canal de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo)、エル・パルド (マドリード)、スペイン。

• セルビア、ベオグラード軍事技術研究所の大型キャビテーショントンネル

• スイス連邦工科大学ローザンヌ校（LMH: 油圧機械研究所）の高速キャビテーショントンネル

• 国立台湾海洋大学(國立臺灣海洋大學)の大型キャビテーション トンネル^[15]台湾、基隆市中正出身
• 国立成功大学(國立成功大學)の大型キャビテーション トンネル^[16]台湾、台南市東部出身
• 国立台湾大学(國立臺灣大學)の大型キャビテーション トンネル^[17]台湾、台北、大安から、台湾の海上輸送も見る
• 台湾、高雄市南芝の国立高雄海洋大学(國立高雄海洋科技大學)にある大型キャビテーション トンネル

• トルコ、イスタンブール工科大学のITÜキャビテーショントンネル^[18]

• エマーソンキャビテーショントンネル、ニューカッスル大学。^[19]

• ガーフィールド・トーマス・ウォータートンネルペンシルベニア州立大学、^[20]ステートカレッジ、ペンシルベニア州
• ウィリアム・B・モーガン大型キャビテーションチャンネル、^[21]メンフィス、テネシー州
• デビッド・テイラーモデル盆地、 海軍水上戦闘センターのカーデロック部門
• ウォータートンネル、ノースカロライナ大学シャーロット校、^[22] ノースカロライナ州シャーロット

• 波の水槽
• 風洞

ウィキメディア・コモンズには、水トンネル (科学機器)に関連するメディアがあります。

• 「水中スピードウェイ...」ポピュラーメカニクス、1949年7月
• 入口バッフル、流れ調整スクリーン、収束セクションを示す商用水トンネルの説明。
• これらは、再循環風洞と水洞の明確な違いを示しています。
• 戻り部分が単に排水ポンプを備えた貯水槽である小型水トンネル。流量は、ポンプの出口でバルブを使用して流れを制限することによって制御されます。