リアルタイムハイブリッドシミュレーションを用いた大水深係留模型試験法に関する研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15227
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 渡邊 充史 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 (20713788)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 係留 / 模型試験 / リアルタイムハイブリッドシミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

今年度は模型試験に使用する装置の仕様検討、調達、組み上げ、試運転、ライン数値計算モデルの作成を実施した。今年度の基金は主に装置の調達に当てられた。
１．装置の仕様検討、調達、組み上げ、試運転では、水槽底部に設置し、カット点の挙動を再現するアクチュエーターの選定、同装置に取り付けられたステッピングモータ及びモータードライバーの選定、アクチュエーター設置用治具の設計等を実施した。同治具はアクチュエーターの位置情報を取得するために、ばね、張力計も設置可能な仕様とした。また、昨年度選定したチェーンについても、アクチュエータの引き抜き耐力等を考慮した結果、線径2.0mm、線重量65.3g/mの市販ステンレスチェーンへ変更した。3次元挙動計測装置カメラの計測範囲についても再検討を行い、計測範囲内に収まるようにライン形状をカテナリー形状から鉛直ライン形状へと変更した。これに伴い、アクチュエーターは長手・上下方向の2軸を想定していたが、長手方向のみの1軸とした。組み上げ後、想定加振周期・振幅にて試運転を行い、アクチュエータが司令信号に追随するようにパラメータのチューニングを実施した。
２．ライン数値計算モデルの作成は、昨年度から検討しているモデルとは別のモデルを使用し、Full lengthモデルを作成し、加えて係留ラインの上端部の位置を入力し、カット点の位置をリアルタイムにて計算し、アクチュエーターに送信可能なCut-Offラインの数値計算モデルを作成した。送信アルゴリズムには信号伝達遅延が少ないUDP（User Datagram Protocol)を用いた。作成したモデルを用いて、アクチュエーターへの指令信号を作成し、同装置の動作確認時に使用した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

今年度は模型試験での成立性の検証・数値計算上での成立性の検証を実施する予定であったが、使用予定の水槽の設備故障や、数値計算モデルの再検討等により、遅れてしまった。

Strategy for Future Research Activity

研究期間を１年間延長し、模型試験での成立性の検証・数値計算上での成立性の検証を実施する予定である。

Causes of Carryover

1.次年度使用額が生じた理由
アクチュエーターについて1軸分のみ購入したため当初よりも使用額が少なくなった。このため次年度使用額が発生した。
2．使用計画
次年度に予定している模型試験時の消耗品購入費用や、治具の製作費用等に使用する予定である。