2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of measuring system for hydrodynamic impact force acting on equipment on deck
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18K04583
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
新宅 英司 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (50263728)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 波浪衝撃力計測 / 圧電センサ / 無線計測システム / 太陽光発電システム / クラウドストレージ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は船舶の甲板上に設置された機器に作用する波浪衝撃力を測定・記録するための計測システムを開発することを目的とし，前年度までの進捗をもとにして，波浪衝撃力センサの改良と耐久性検証，センサ用の計測システムの設計，試作，動作検証を行った。
波浪衝撃力センサに関する研究では，実験の結果，以下の点を明らかした。（1）センサに対して斜め方向から負荷される水衝撃力に対する圧電センサの計測特性を明らかにし，本センサの計測性能を水衝撃力に関する理論式で説明できることを示した。（2）センサと簡易計測装置を屋外設置する計測試験を行い，計測データに含まれる雑音信号に対する屋外使用時の気象，温度影響を確認した。この結果，簡易な信号処理回路の導入により，計測ノイズを低減する目処が得られた。
次に，計測システムの開発に関しては，（3）フィルム型太陽電池を用いて柱状構造に設置可能な電源システムを開発，試作した。実験検証の結果，船舶が方位変化しても有効な発電特性が得られることを確認した。さらに，（4）太陽光発電システムを電源とし，日射，気温，振動，発電量等を計測・記録し，取得したデータを無線通信でクラウド上のサーバに蓄積することが可能な計測システムを開発した。（5）加えて（4）で開発した計測システムを船上に設置することを想定した検証実験を行った。実際の船舶の位置情報（AISデータ）を無線LANにより取得し，船舶の動きに連動して日射量計測装置を制御して船上日射量の推定値を計測した。この結果，前年度の研究成果の有効性を確認した。
研究の結果，圧電材料を用いた波浪衝撃力センサの基本構成を確立し，船上で使用可能な計測システムの試作機を完成することができた。なお，当初計画していた開発した計測システムを実際の船舶に搭載して動作検証することは実施できなかった。
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