2016 Fiscal Year Research-status Report
氷海域における掘削技術の確立のための掘削船および掘削装置の制御システムの開発（国際共同研究強化）
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15KK0206
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
澤村 淳司 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90359670)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2017
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| Keywords | 氷海船舶 / アイスマネージメント / 数値計算 / 氷板破壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，氷海域での海底資源開発や環境調査において実施される氷海船舶による海底掘削技術の確立のために開発した数値計算モデルの実用化である．氷海工学において先行した実績と充実した研究設備を有するノルウェーにおいて，日本国内での実施（取得）が困難な氷海中での実験および実測データによる計算モデルの検証を行い，開発した数値計算手法の実用化を目指す．本年度は，実氷海を想定した数値計算モデルの改良と，数値計算モデルの構築に必要なデータの一つの海氷強度を取得（解明）するための海氷強度計測に参加した．さらに，氷海航行中の操船者の運行経験や操船方法の改善点などの情報収集を行った．
実氷海域での氷盤の分布は，潮流や風による氷盤の漂流と，船舶との衝突などによる氷盤の運動により決まる．そこで，本年度は，開発した数値計算モデルに，氷盤の風（もしくは潮流）による移動と船体運動を加えた．
船体と衝突した氷盤は様々な破壊モードで破壊される．数値計算モデルの精度向上には，実海氷の氷盤の破壊モードの判定と破壊荷重の評価を正確に行い，これらを数値計算モデルに導入する必要がある．そこで，本年度は，実氷海の破壊荷重測定（曲げ，引張り，圧縮など）に参加し，数値計算モデルの改良に必要な氷盤破壊のデータ収集を行った．
氷海航行中の操船オペレーターは，操船者の運行経験や実績に基づき．氷況に応じた氷盤への進入角度や突入速度を決定している．数値計算モデルの実用化には船舶の運用実績や経験を考慮する必要があり，氷海航行の操船者や操船シミュレータの使用者から，氷海航行中の操船方法などの情報収集を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までに，実氷海を想定した数値計算モデルの改良と，数値計算モデルの実用化に必要な実氷海の海氷強度と氷海航行中の操船者の運行状況の情報収集を行った．
実用計算に向けた数値計算モデルの改良に関しては，依然として，実海氷の海氷分布モデルの導入（現在のプログラムは実氷海の導入を考慮した単純な計算モデルを使用）や氷盤の3次元運動（氷盤同士や船との衝突による，氷盤の沈み込みや乗り上げ）の導入などの改良点があるが，実氷海計算のための基本となる数値計算モデルが作成できた．
実氷海中の実験および実測データの取得に関しては，実氷海の海氷強度計測に参加し，盤破壊のデータを取得した．また，氷海航行中の操船者の運行状況の情報を収集した．これらにより，数値計算の改良・検証のための実氷海のデータの一部が取得できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
実用数値計算モデルの開発のため，現在の数値計算モデルに氷盤の3次元運動（氷盤同士や船との衝突による，氷盤の沈み込みや乗り上げ）の導入を試みる．現在の2次元モデルから3次元モデルへの拡張は，計算モデルの実用（過度な計算機能力を必要としない）を考え，簡易モデルの導入などを検討する．また，氷海航行の操船補助となり得るコントロールシステムなどの導入を考える．
実氷海データの取得に関しては，船上観測に同行し，実海氷分布モデル作成のための氷海データの取得を試みる．また，氷海航行の操船オペレータから操船方法などの情報収集を引き続き行う．さらに，氷海航行時のオペレータの操船方法と船体応答の関係を把握するために操船シミュレータの利用を検討する．
そして，取得したデータを用いた数値計算モデルの検証を行い，さらに，氷海航行中の船舶の運用実績や経験を導入することで，実用使用に耐える計算モデルを構築する．そして，数値計算結果により，氷海域における掘削船の安全操業のための運行指針を示す（氷海中の船の航行支援）ことにより，計算モデルの実用化を実現させる．
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