波の非線形性に着目したフリーク波中の船体横揺れに関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K18295
• Research Institution: National Maritime Research Institute
• Principal Investigator: 宝谷 英貴 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (30636808)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: フリーク波 / 波浪中船体運動 / 波の非線形性 / 高次スペクトル法

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、フリーク波のような巨大波が船体の横揺れに及ぼす影響を波の非線形性の観点から明らかにすることを目的としている。そのために、フリーク波中の船体横揺れに関する模型実験，数値計算を実施する。当該年度は以下を実施した。
2次元船体運動時系列計算プログラムの構築に取り組んだ。境界要素法に基づく時間領域の船体運動プログラムであるが、静的復原力及びフルードクリロフ力を時々刻々の水面まで積分する点が（弱）非線形である。また、波の非線形な時間発達を高速に計算できるhigher-order spectral method (HOSM)で計算した波を入射波として入力することを試みている。そして、非線形性の強い波においては速度ポテンシャルが微小量でなくなり得ることから、線形計算では通常無視される動圧を考慮できるようにする。このような方針でプログラムの構築に取り組んでいるが、完成していない。
また、漁船の水密模型を用いたフリーク波中の船体横揺れに関する予備実験を海上技術安全研究所の動揺水槽（2次元水槽）で行った。フリーク波の造波には、HOSM計算結果をそのまま水槽に再現するHOSM造波法を用いた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

船体運動計算プログラム方向性の検討に時間がかかり、またメモリー影響関数を考慮することにする等当初の予定から変わった点もあり、プログラムが現時点で完成していないという点で遅れが生じている。また、予備実験は既存の模型を用いて行ったが、船体運動プログラムの開発が遅れたことから、計算との比較に適した模型船の製作を行うことができなかった。

Strategy for Future Research Activity

プログラム開発に遅れが生じているが、方向性は決まったので、それに基づきプログラムの構築を進める。そして、2次元模型を製作し、フリーク波中の船体横揺れの水槽実験を行う。数値計算と模型実験の比較を行うとともに、非線形性が強い波において動圧が船体運動に及ぼす影響等考察を進める。

Causes of Carryover

当初の計画では、実験に用いる漁船の模型船を当該年度に製作する予定であった。しかし、研究を進める中で、船体運動計算プログラムの方向性が当初の予定と変わったことに対応し、模型船の設計も見直し、水密の2次元模型（船体中央断面を船長方向に伸ばしたような模型）を製作する予定となった。このように、プログラムの方向性の検討やそれに伴う模型船製作の検討に時間がかかり、当該年度中に模型船の製作を行うことができず、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度前期に模型船の詳細な仕様を決定し、製作を行う予定である。