バラスト状態にも適用できる任意性を排除した形状影響係数の決定法の確立

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K04877
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: 岡畑 豪 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80546169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藪下 和樹 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (20546163)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 形状影響係数 / 抵抗試験 / バラスト状態 / スパースモデリング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，任意性を排除した形状影響係数Kの決定法の確立に取り組んだ．まず，抵抗試験結果に対してフィッテングを行うのに有効な近似関数を決定した．乱流中の平板の抵抗係数の式を基に，傾きが形状影響係数Kの関数で表される形で粘性抵抗成分を表す直線を解析的に導いた．この直線に造波による影響を表す冪級数を加えた関数を，全抵抗係数を表す近似関数として提案した．この近似関数を計測データにフィッテングすることによって，データの取捨選択をすること無く，形状影響係数を決定することが出来る．次に，フィッテングを行う数値解析プログラムを作成した．計測数より近似関数の未知数の方が多いため，スパースモデリングの手法を取り入れた．s-スパース近似によるL0最適化に基づいたプログラムと，L1正則化によるL1最適化に基づいたプログラムを作成し，公開されているSRの報告書のデータで検証した．その結果，低速域での計測データをすべて含めた場合，SRで報告されている形状影響係数Kとの差異が小さくない場合があることが明らかになった．この問題を解決するために，手順がより簡易であるL1最適化に基づくプログラムを用い，最適化の評価指標について様々な検討を行った．分散の定義に基づいた評価指標を用い，さらに低速域の計測データを低速な方から順番に除外して計算し，評価指標が最も小さいケースを採用する方法を開発した．この方法では，低速域のデータに対して任意性を含まずにデータの取捨選択をすることが出来る．この手法をSRの報告書のデータで検証した結果，その有効性が示された．