低速運動性能に優れた水中移動体の性能推定法の開発と試作模型による検証

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205148
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 鈴木 敏夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029107)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 博善 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00252601) ; 竹見 哲也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10314361) ; 戸田 保幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20172166) ; 湯田 紀男 国立弓削商船工専門学校, 講師 (50332078)
• Keywords: 水中移動体模型 / 側ヒレ推進機構 / 推進性能 / 運動性能 / 推力測定実験

Research Abstract

1)中型水中移動体模型の設計・製作を行い,実験的に性能評価を行う。本年度の研究実施計画は,2)側ヒレ付中型水中移動体模型周りの流場を実験的に明らかにするために,低速海流模擬水槽を設計・製作し性能評価を行う。
3)低速海流模擬水槽において、屈曲運動をする側ヒレ付水中移動体模型周りの流場計測を行い、数値計算のための流場モデルの改良および推進性能の推定を行う.
4)数種類のヒレを作成し、推進性能、操船性能を調査し最適形状を見出す.
5)自立型計測・操船制御システムソフトウエア-の開発を行う.
等であり、これらの計画に沿い研究を行った結果,以下の実績が得られた.
(1)昨年度製作した側ヒレによる推進機構をもつ水中移動体模型1号機の推力測定実験を行い,性能解析に用いることのできる側ヒレ性能曲線を得ることができた.
(2)1号機について数値計算により推定した側ヒレ推力と模型実験による模型の抵抗曲線より模型の運動性能を推定し,自航試験結果と比較した結果,非常に良い精度で一致することが分かった.
(3)今年度、新たに製作した2号機の自航試験を行った結果,水中移動体の運動性能が飛躍的に向上したことが分かった.
(4)2号機の推進性能を数値計算により推定した結果,模型実験とよく一致することが分かった.
(5)3次元流場内の3次元速度分布を得るために,3色カラーシートを異なる順列組み合わせで配列することにより,速度と位置を同時に計測する手法を開発し,側ヒレ付水中移動体模型の下流に存在する非定常流場の速度時系列を計測可能であることが分かった.
(6)カラー情報をもつ粒子の追跡解析処理プログラムを開発し,有用性を確認した.

Research Products

• [Publications] 戸田 保幸: "Fundamental Study on Propulsion of a Fish-Like Body with Undulating Side Fins"Proc.of ASIA PACIFIC WORKSHOP ON MARINE HYDRODYNAMICS, Kobe 2002. 227-232 (2002)
• [Publications] 戸田 保幸: "Numerical Investigations of Hydrodynamic Forces Acting on a Ship Hull under Lateral Low Motion"関西造船協会誌. 238. 77-83 (2002)