強非線形船体運動の定量的予測実現を目指した模型実験システムと最適数学モデルの確立

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18360426
• Research Institution: Fisheries Research Agency
• Principal Investigator: 松田 秋彦 独立行政法人水産総合研究センター, 水産工学研究所漁業生産工学部, 室長 (10344334)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅田 直哉 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20314370) ; 橋本 博公 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (30397731) ; 桃木 勉 独立行政法人水産総合研究センター, 水産工学研究所漁業生産工学部, 研究員 (00371782)
• Keywords: 船舶工学 / 強非線形船体運動 / 模型実験 / 数学モデル

Research Abstract

ブローチング(波浪中での操縦不能)やパラメトリック横揺れ(復原力の変動に起因する同調横揺れ)のように転覆に直結する危険な現象を評価するための運動方程式を構築するに当たり、必要な流体力を計測するための実験システムの製作を行い、その精度の検証を行った。
まず、平成13-15年度に行った模型実験システムでは、上下揺および縦揺を拘束していたために、精度良い計測が行えなかった。今回はその欠点を取り除くべく、二本のロッド棒で船体を拘束しながら、上下揺と縦揺を自由にする装置の設計製作を行った。本システムは平水および追波中を対象とすることとし、波と船との出会い周波数が非常に低いことを前提として、ロッド棒の重量をカウンターウエイトで支えることとし、小型模型を用いて、大波高時の実験を可能とするシステムとした。同時に、この実験システムで使用する船体上部構造物まで再現した模型船の製作を行った。
これらのシステムを用いて、予備実験を行った。静水中において、通常の抵抗試験と比較を行った結果、姿勢については若干のずれがあるが、抵抗値については非常によい一致をみた。一方、追波中においては、縦揺、上下揺ともに、その変化量が小さくなるところで若干の引っかかりが生じていたが、今まで上下力起因のモーメントが非常に大きいためノイズ等により、精度良く計測することが不可能であった横揺モーメントを精度良く求めることができていることを確認した。