定時性、耐波浪衝撃性を核とする新しい高速海上輸送システムの研究

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23246151
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 吉田 基樹 九州大学, 経済学研究科(研究院), 教授 (20404080)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神田 雅光 株式会社三井造船昭島研究所, その他部局等, その他 (00561573) ; 梶原 宏之 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30114862) ; 木原 一 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, その他部局等, 教授 (40283717) ; 岩下 英嗣 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60223393) ; 木下 健 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70107366)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 船舶工学 / 流体工学 / 高速船 / 耐航性 / 経済性

Research Abstract

（a）速力40 knots、貨物5,000-10,000 tの大洋航行大型高速船による海上輸送システム概念設計、（b）波浪階級7（有義波高6-9 m）において高度な輸送品質（定時性、耐波浪衝撃性）即ち良好な耐航性（波浪中減速のないこと、1回のスラミングも受けない事）をもつことの２つを研究目標とし、本年度は以下の研究を実施した。
（１）波浪中抵抗増加に関し、本研究対象船RFS（Resonance-Free SWATH）の微少な抵抗増加値を測定するために測定装置を改造した上で模型実験を三井造船昭島研究所200 m水槽にて実施し、精度の良い規則波、不規則波中の抵抗増加値を得た。ストリップ法計算ではディフラクション波の影響を合理的に考慮した計算法を開発した。3次元ランキン・パネル法ではランキン・ソース部分の解析積分計算の高精度化を図るため計算点とソースの分布するパネルの捩れ有無を判定後サブパネル分割による解析積分を行う方法に改良した。それらの結果、RFS抵抗増加値を更に低減する方策検討が緒についた。
（２）翼揚力特性（揚力傾斜と揚力発生遅れ）に関し、東大海洋工学水槽に続き昭島水槽にて揚力測定実験を重ね、精度の良い実験値を得た。一方、3次元ランキン・パネル法による揚力特性計算を行い、実験値の傾向と概ね一致する結果を得た。
（３）RFS運動に対する翼非線形制御法の開発では、昭島水槽でスライディング・モード法の予備実験を行い、更に時間領域非線形シミュレーターの開発を継続し、そのための正確な翼揚力特性を考慮したRFS運動方程式及びそのプログラミングを検討した。
（３）RFS海上輸送システム経済性の検討では、コンテナ船太平洋航海時間統計を作成して現状把握を行い、RFSの航海予想時間推定の準備も実施した。又、太平洋航路のコンテナ貨物の荷動き、貨物運賃、RFS用最適港湾選定等に関する予備検討を実施した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

波浪中抵抗増加に関し、実験は予定通りの進捗であるが、その計算はストリップ法或は3次元ランキン・パネル法の適用検討において困難な項目が多く、ようやく結果が出つつある状況である。翼揚力特性解析では実験は予定通りの進捗、計算は3次元ランキン・パネル法の改良に困難が多くやや遅れている。翼非線形制御に関しては、実験は予定通りの進捗であるが、時間領域非線形シミュレーター開発が、基礎となる運動方程式の検討に時間を要しやや遅れている。経済性検討では、上記数学物理系の検討項目が多く、定時性及び耐波浪衝撃性の指標化、それらの現状コンテナ船或は航空機との比較が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

実験結果が出揃いつつあるので、計算の方向及び課題が明確となった。従って、今年度の総括研究会でも詳細課題の設定、分担及びスケジュール化の検討が可能な状態となり、具体的問題点の議論が活発となりつつある。今後は、各研究分担者の知見を総合し、かつ、各分担組織の統合的運用を図った研究進捗体制を整えたい。