| Project/Area Number |
21K04520
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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 |
黒田 貴子 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, 上席研究員 (00415811)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 船舶曳航 / 複数材質の曳航索 / カテナリー / 索張力 / 動的索張力 / 複数の曳索材質 / 弛緩・緊張状態 |
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| Outline of Research at the Start |
安全な船舶曳航を計画・実行するには曳索の急張や被曳船の振れまわり挙動を精度よく推定する必要があり，中でも曳索に働く張力は重要な要素である。従来の曳航計算法は曳索を準静的に扱っており，曳索の動的影響や船の加速度の影響が厳密には考慮されていない。また，曳索はチェイン，ワイヤー，繊維索の特徴を考慮して複数の材質で構成されたものが使用されるが，従来の計算法では曳索の材質は単一で扱われている。
本研究では複数の異なる材質で構成する曳索が弛緩と緊張状態で動揺する曳航索の動的索張力計算法を構築し，その計算法による索の運動方程式を導入した時間領域での不規則波中船体運動・振れまわり運動計算法を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は複数の材質で構成する曳索の弛緩・緊張状態での動的索張力を考慮した不規則波中時間領域での船舶曳航時の被曳船の船体運動計算法の提案である。これまでの船舶曳航の研究では，曳索は単一材質とし，準静的な形状を保つ状態で操縦運動の中で扱われ，曳航時に発生する動的索張力による最大値の把握は経験で行ってきた。実際の曳航現場では錨鎖に曳索を繋いだり，2つ以上の材質の曳索を組み合わせたりして用いるのが一般的であるため，索張力の推定には曳索を構成する材質や径，長さを考慮すべきである。
これまでに3次元ランプドマス法による曳航時の動的索張力計算を実施した結果，索が緊張状態になると推定精度が十分ではなく，浮体と索の相互作用を扱う運動方程式が複雑化し，解が収束しない場合が生じた。そこで，弛緩・緊張状態での動的索張力の理論式をもとに索の伸びを考慮した，実際の曳索に倣い2種の材質で構成する曳索を扱った簡易的な動的索張力の計算プログラムを作成した。本計算法は単位重量が異なる索でも索長さとスパンが同じであれば張力は異なるがカテナリー形状は同じとし，異なる単位重量で構成する索が成すカテナリー形状の静的釣り合いを求める。ここで得た張力を動的索張力を求める際の初期値として用い，法線方向と接線方向の動揺で生じる慣性力と抗力を扱った動的索張力を計算する方法である。３次元ランプドマス法を比較し，本計算法の有用性を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究課題に取り組む時間を工面できなかったため，進捗が遅れている。研究期間を1年延長した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年，一昨年に実施した波浪中をワイヤーとボールチェーンで構成する曳航索でコンテナ船模型を曳航した実験結果を用いて本研究で提案する複数の材質で構成する曳航索の弛緩・緊張状態を考慮した動的索張力の簡易計算法の精度の検証を行い，計算法の改良を行う。
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