2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of external disturbance method and current estimation method for ship speed trial analysis
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17H03495
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
安川 宏紀 広島大学, 工学研究科, 教授 (40363022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 将昭 広島大学, 工学研究科, 助教 (40582763)
平田 法隆 広島大学, 工学研究科, 助教 (80181163)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 速力試運転 / 外乱修正 / 自航要素 / テイラー展開法 / 谷口・田村法 / ダイレクトパワー法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)プロペラ荷重度による自航要素の変化の影響を考慮した外乱修正法の開発，(2)ロバスト性ならびに効率性を向上させた潮流速予測法の高度化ならびにそれを考慮した外乱修正法の開発，を行った。
(1)については，プロペラ荷重度に対する自航要素の変化を考慮できる新しい試運転解析法を二つ提案した。一つ目は，プロペラ推力と船体抵抗ならびにプロペラトルクと伝達馬力の釣り合い式を基にし，修正のためのプロペラ回転数変化は小さいとの仮定の下，テイラー展開を用いたもので，テイラー展開法(Taylor Expansion Method；TEM)と呼ぶ。二つ目は，谷口・田村法[1]を，プロペラ荷重度の違いによって生じる自航要素の変化を考慮できるように拡張したもので，改良谷口・田村法(improved Taniguchi-Tamura Method；iTTM)と呼ぶ。この方法は，TEMで採用したようなプロペラ回転数変化に関する仮定を必要としない。
(2)については，外乱による抵抗増加や対水速度(もしくは潮流速度)の情報を必要としない新しい外乱修正法を提案した。基礎式として伝達馬力の式を用い，無外乱下の推進効率や伝達馬力に関する線形定数を既知とした。その上で，プロペラ回転数の修正量は微少であるとの仮定の下，無外乱時の伝達馬力の式をテイラー展開して基礎式を求めた。この修正法をパワーテイラー展開法(Power-based Taylor Expansion Method; PTEM)と呼ぶ。PTEMでは，一航走しただけで，ただちに無外乱時のプロペラ回転数とそのときの伝達馬力を求めることができ，さらに試運転時の船に作用する抵抗増加や対水速度(もしくは潮流速度)を求めることができる。
[1] 谷口 中，田村欣也：風圧抵抗修正の新しい方法について，西部造船会々報 第18号 (1959), pp.21-34.
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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
研究実績の概要に示した通り，順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，操舵ならびに斜航による抵抗増加の予測とそれを織り込んだ外乱修正法の開発を進めるとともに，昨年度に開発した新しい解析法の検証を行う。新しい解析法の検証に関する具体的な実施案は次の通り。
(1) バーチャル試運転法の構築: 開発した解析法の妥当性を確認するため，理論的に試運転解析のデータを作り，それらに対して，提案した方法で外乱修正を行い，真の値と比較を行う。これをバーチャル試運転法と呼ぶ。貨物船を対象に，種々の外乱条件下におけるバーチャル試運転解析を実施し，開発された試運転解析法の妥当性を示す。
(2) 新しい解析法の誤差に対する評価: 実際の船の速力試運転時に計測された種々のデータ(速力，プロペラ回転数，エンジン主機出力等)には何らかの誤差が含まれる。ここでは，(1)で示したバーチャル試運転の実施において，計測値とみなされるデータにおいて，人為的に誤差を入れ，この誤差に対する修正値の耐性(ロバスト性，精度)の調査を行う。
(3) 実船の試運転解析への適用: 国内造船所に協力をいただき，新造船建造時に実施された試運転時のデータと速力試運転解析に必要なデータを提供いただき，本研究で開発された解析法を用いて，実際に速力試運転解析を行う。結果は，実際に造船所で計画された値や従来法で行った試運転解析値と比較し，本解析法の妥当性を確認する。
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