帆走艇の運動性能向上に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04452215
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 木下 健 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70107366)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鮑 偉光 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90238220)
• Keywords: 帆走艇 / ヨット / VPP / タッキング / セール

Research Abstract

帆走艇の歴史は長いが、操船者と設計者の経験的知識の積み重ねによるセンスという、曖昧な方法でのみ性能予測が行われ、設計されてきた。その中で一部定量的な性能予測を行っているのはアメリカ杯の各艇であるが、それもまだ定常性能のみである。本研究では非定常運動のうち、レース戦略上あるいは外洋航海上特に重要なものとしてタッキング運動とピッチング運動の研究を行った。研究成果は次の通りである。
1.ヒールした艇の左右非対称形状を考慮した流体力モデルによる帆走艇タッキングシミュレーターを開発した。
2.実艇の運動記録を用いて流体力モデルの主要非定常流体力を同定する方法を開発した。
3.実艇の運動を精度よく記録するシステムを開発し、計測した。
4.風路付造波回流水槽を改造し、ラジコン模型の自由航走実験を行い、海洋波によるピッチングによる艇速の低下を計測し、艇速低下のメカニズムを検討した。
5.風洞を用いたセールの強制ピッチング試験を行い、セール力の付加質量、減衰力係数、揚力減少を計測するとともに、二次元振動翼理論を基礎としたストリップ法を開発し、両者を比較し良い相関を得た。
また軽量高剛性化のためのFRPの積層構造の設計をFEMで行い、部分構造を実際に制作し理論の有効性を確認するとともに、制作上の課題を調べた。

Research Products

• [Publications] W.Bao: "Hydrodynamic Interaction among Multiple Floating Cylinders in Both Waves and Slow Current." 日本造船学会論文集. 174. 193-203 (1993)
• [Publications] 白枝哲次: "帆走艇の運動方程式及び流体力の推定法・同定法について." 小型舟艇研究会資料11-2. (1993)
• [Publications] 木下 健: "艇体運動による抵抗増加." セーリングヨット研究会資料2-2. (1993)
• [Publications] 松宮晃一: "シェル艇におけるFRPの積層構成." 小型舟艇研究会資料13-3. (1993)
• [Publications] W.Bao: "Hydrodynamic Interaction among an Assembly of Floating Cylinders in Both Waves and Slow Current." Proceedings of 2nd Symposium on Nonlinear and Free-Surface Flows. 11-14 (1993)
• [Publications] 木下 健: "ピッチングによるセール力の付加質量と減衰力係数の風洞試験結果と理論計算." 小型舟艇研究会資料14-2. (1994)
• [Publications] W.Bao: "Hydrodynamic Forces Acting on Multiple Floating Circular Cylinders in Waves and Current." Proceedings of 13th International Conference on OMAE ASME. 174. (1994)
• [Publications] W.Bao: "The Reciprocal Relation of Hydrodynamic Forces Acting on Floating Bodies in both Waves and Slow Current." 9th Workshop on Water Waves and Floating Bodies. (1994)