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

2003 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): 竹見 哲也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10314361) ; 戸田 保幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20172166) ; 加藤 直三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00138637) ; 湯田 紀男 弓削商船高等専門学校, 商船学科, 講師 (50332078) ; 鈴木 博善 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00252601)
• Keywords: 屈曲型側ヒレ / 水中移動体 / 低速運動性能 / 胸鰭ロボット / 詳細操縦 / 6自由度運動

Research Abstract

今年度は昨年行った、外部から電源及び制御信号を送る模型での結果を踏まえて、内部にマイクロコンピュータ及び電源用バッテリーを搭載し、自由に航走可能な中型(長さ1m)のモデルを製作し実験を行った結果、以下のような結果が得られた。
1)無線による外部コンピュータとの接続のためフロート内に無線モジュールをおき、それと本体との間は細いコードで有線接続としたが、コードの影響はそれほど大きくなくほぼ自由に航走可能であった。
2)基本的な前後進、及びその場旋回について基本的な試験を行ったところ、ほぼ予定通りの速度(0.5m/s)と旋回速度が得られていることが確認できた。また前後進の切り替え時の運動などについても基本的なデータを得た。
3)基本的なヒレの運動モードに対して推力の測定を行い、無次元表示により形状が同じであれば周波数に関係なく、ほぼ1本の性能曲線が得られることを確認した。
4)3)で得られた定常流体力とHess-Smith法により推定された付加質量を用い、準定常の仮定のもとに運動方程式を解いて2)の自由航走試験の結果を推定したところ、良い一致が得られた。
5)6自由度方向(3つの並進運動方向と3軸周りの回転方向)の力を出すヒレの運動モードを構築し、それを与えた実験を行ったところヒレのみで6自由度の運動が可能であることが示された。
6)尾びれを使った運動試験により、少し広い領域がある場合は尾びれを使った水深の変更などが効果的であることが示された。

Research Products

• [Publications] Y.Toda, K.Fukui, S.Uto, N.Tanaka: "FUNDAMENTAL STUDY ON SWIMMING OF A FISH-LIKE BODY WITH TWO UNDULATING SIDE FINS"Proc.of 2^<nd> ISABMEC, Honolulu, Hawaii, USA. (CD-ROM). (2003)
• [Publications] 加守田廣和, 佐々木智美, 福井忠之, 鈴木敏夫, 戸田保幸: "三色シート光を用いた多層同時計測法に関する研究"可視化情報. VOL.23, Suppl.NO.1. 209-212 (2003)
• [Publications] 戸田保幸, 有藤慎平, 田中伸昌: "屈曲型側ヒレを持つ水中移動体に関する基礎的研究"日本造船学会講演論文集. 第2号. 71-72 (2003)
• [Publications] N.Kto, Y.Ando, T.Shigetomi: "Precision Maneuvering of Biology-Inspired Underwater Vehicle"2004 IEEE International Symposium on Underwater Technology, Taipei, Taiwan. (2004)