2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research on ship performance to avoid collision and criteria to prevent marine accidents
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19H02370
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
上野 道雄 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (60358405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 英樹 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10415797)
田口 晴邦 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (70344455)
塚田 吉昭 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (90425752)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海難事故 / 衝突回避 / 事故防止 / 安全基準 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数値計算のための船の停止および初期旋回運動のモデル化のための文献調査に基づき、特に停止運動のモデル化を中心におこないました。プロペラ逆転による停止運動のモデル化において、衝突事故報告等の資料から数値計算に必要な情報が得られるような簡略化された運動モデルを過去の文献に基づき選定しその中の変数の影響が考慮できるモデルを作成しました。停止性能に深く関係する主機出力の変化に応じたプロペラ回転数変化が船の回避性能に与える影響を考慮することができるモデルです。
上記のプロペラ逆転停止時の運動モデルを検証するために自由航走模型実験計画を立案しました。2020年度内に水槽実験を実施する予定であったところコロナウィルス感染拡大の影響で水槽施設の使用予定が組み替えとなり実施が2021年4月に繰り下げられ計画に遅れが出ました。しかし、模型実験には応募者らが開発した舵効き船速修正およびプロペラ前進率・船速修正を用いるための模型船に搭載するファンによる補助推力やこれとプロペラ回転数を同時に制御するための装置の準備は順調に進み既存の制御以上の精度で模型船を制御可能なシステムを完成させました。この実験手法はプロペラ正転・逆転時を問わず近似的に実船相似の操縦運動を実現するもので、実船と模型船のプロペラ回転数を運動の相似性を考慮して関係づけることにより、主機出力と回転数の変化が衝突回避性能におよぼす影響を検証できるものです。
模型実験で検証した運動モデルに基づき、各事故・各船に対する衝突回避に必要な距離を基準となる船速における回避距離に規格化する予定でしたが、実験実施の遅れのためそのための作業までは至っていません。しかし、次年度当初の実験に備えて、同じ船型を対象とした国内外の研究データから信頼できるものを選択して取得予定のデータと比較検討できるデータベースを整備して実験に備えることとしました。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
数値計算のための船の停止運動のモデル化については順調に進んだものの、コロナウィルス感染拡大のため実験施設の使用計画に変更があったため本研究で予定していた水槽実験予定が次年度4月に延期せざるを得なくなりました。そのため実験の実施だけでなくそのデータ解析や解析結果に基づく運動モデルの検証にも影響が出ました。
研究集会なども同じ理由で開催が中止または延期あるいはWeb開催となったため情報収集が文献中心になり他の研究者の意見等を聞く機会も少なくなりました。
その反面、模型船の安定制御が比較的難しいプロペラ逆転試験に対してより信頼できる模型船制御システムを整備できたほか、同じ船型の海外のデータの入手や解析ならびに次年度当初の実験に向けた準備に時間を割くことができました。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初今年度末に実施予定であった自由航走模型実験をまず次年度の始めに実施します。模型実験には予定通り応募者らが開発した舵効き船速修正およびプロペラ前進率・船速修正を用います。この手法は模型船に搭載したファンによる補助推力とプロペラ回転数を同時に制御することでプロペラ正転・逆転時を問わず近似的に実船相似の操縦運動を実現するものです。模型船や計測機器等は昨年度末までにすべて準備が整っており実験開始を待つだけの状態にあります。
水槽実験終了後は直ちに実験データの詳細解析をおこない、その後昨年度実施した数値計算のための船の停止運動のモデル化の検証を模型実験データに基づき実施します。プロペラ逆転による停止運動のモデル化において停止性能に影響をおよぼす主機出力の変化と舵力の干渉が考案したモデル化で適正に考慮できているかに重点を置いてシミュレーション計算をおこなってその妥当性の検証を進めます。なお、運動モデルの検証においてモデルの改良が必要と判断された場合などを含めて必要に応じて短期間の追加実験ができるように水槽実験予定を組むこととします。
検証後にその運動モデルに基づき、各事故・各船に対する衝突回避に必要な距離を基準となる船速における回避距離に規格化します。基準となる船速には、IMO操縦性基準で対象とされる各船の航海速力のほか、港内船速などの共通の船速の設定の適正を判断します。規格化された各事故・各船に対する衝突回避に必要な距離と、各事故の状況すなわち事故海域と見合い関係等を考慮して規格化された各事故に対する回避に必要な距離を割り出し、船の性能と衝突事故低減率の関係を明らかにしたうえで、船種・主要目・機関諸元等と関連付けることで適用範囲の広い性能推定手法としてまとめ、実現性と実効性のある船の性能基準を提案します。
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Research Products
(1 results)
