| Project/Area Number |
19K04867
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
Ikemoto Yoshinori 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (80358407)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 電気抵抗式水位計 / TDR / Time Domain Reflectmetry / 多点同時計測 / 波高計 / 水位計 / 波高 / 水位 / 水位計測 / 船側波形 / 時間領域反射法 / 導電性塗料 / 波高計測 / 電気抵抗 / トリム計測 |
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| Outline of Research at the Start |
船体や海洋構造物まわりの水位分布の計測はそれらの状態を把握するためのモニタリングの重要項目の一つである。
船体や海洋構造物まわりの水位変化を実時間で同時に計測するために、浮体表面にセンサ電極列を貼付した電気抵抗水位計測法を着想した。しかしながら電気抵抗法は雑音や電気的特性から計測距離が長くなる場合不利であった。そこで長距離の計測に向いた時間領域反射法(TDR)と組み合わせて相互補完を試みる。先ずTDRによる水位計測が可能なことを確かめ、電気抵抗法と組み合わせて実物スケールに近い側面水位計測実験を実施し計測適用範囲を調べる。
この計測法は水位分布波形や荷役のトリム計測など幅広い応用が期待できる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Measuring the water level distribution around ship hulls and marine structures is one of the important elements of monitoring their condition. In this study, we devised a method of measurement based on electrical resistance, forming an array of electrodes on the side surface of the model ship itself to serve as a sensor for simultaneous multi-point measurement of water level changes due to wave generation, etc. We also devised a measurement method using Electric Resistance and Time Domain Reflectometry. For each, we attached a simultaneous multi-point water level meter to the side of the model ship and conducted wave heignt measurement trials in a wave-making tank. In the electrical resistance-based measurement, we confirmed that the encounter wave height inputted matched well with the measurement by the sensor on the model ship. We also conducted experiments under the same conditions with the TDR method, but we did not reach the point of establishing a dynamic analysis algorithm.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来、船体側面に生じる水位変化による造波抵抗の推算には写真撮影やビデオカメラ画像による解析が用いられてきた。しかしながら、光学的な計測ではカメラから計測対象までの間に不要な波が画角に入るのが避けられない課題があった。またセンサを水に沈めて計測する手法ではそれ自身が波を起こすため、船体側面の同時多点水位計測は困難であった。
本研究ではに0.1mm以下のテープ状導電性材料を短冊状に並べてセンサとして用いた。このセンサで時空間的に船体側面の波形を捉えることを可能なことを確かめた。浮体などの表面に生じている水位を容易に捉えられるため、浮体周りの計算流体力学などの解析精度向上に役立つものと期待される。
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