2013 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
24360366
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Research Institution | National Maritime Research Institute |
Principal Investigator |
黒田 貴子 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (00415811)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷澤 克治 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (70373420)
田口 晴邦 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (70344455)
小林 寛 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (20361503)
宮崎 英樹 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (10415797)
宝谷 英貴 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (30636808)
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Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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Keywords | 曳き波造波法 / 数値造波水槽 / 曳き波中の船体運動計算 |
Research Abstract |
H25年度は前年度に構築した造波機によるCFD結果を用いた曳き波造波法で、波高が高く、波長も長い高速船の曳き波を再現し、さらに曳き波に対する小型船の応答に関する模型実験を実施した。 曳き波を作る船はVLCC、コンテナ船及び高速船とし、CFDで船体まわりの水位変動と自由表面上の速度を求め、そのCFD計算結果を用いて造波信号を作成し、造波機で曳き波を再現した。VLCCとコンテナ船は前年度に造波精度を確認していたが、本年度に再現した高速船の曳き波は波長が長いため、造波効率を適切に考慮しないと波高が小さくなることが分かった。CFDの計算結果をフーリエ変換し、周波数ごとの造波効率と造波機の水深及び造波機の作動高さを考慮したものを再度逆フーリエ変換したものから造波信号を作成する必要があることを明らかにした。 小型船の運動計測は、造波機で再現した曳き波中を漂泊および自航する小型底曳網漁船模型の運動を、曳き波との相対角や曳き波を作る船と自航する船の船速等を変化させて計測した。小型船の固有周期に比べて曳き波の波周期が長いため、上下揺れは波高と同じであり、横波中の横揺れと向波中の縦揺れが大きくなり、揺れは最大波傾斜角とほぼ同じであった。前進速度がある場合では、出会い周期が早くなるため上下加速度が大きくなり、曳き波中を自航する小型船は危険な状態になることが分かった。 これらの研究成果は日本船舶海洋工学会春季講演、FAST2013(アムステルダム)で発表しており、今後はOCEANS2014(概要査読中,カナダ)で発表予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は3年計画で①造波機を用いた曳波の造波法の構築、②曳き波に対する小型船の応答に関する模型実験、③曳き波に対する小型船の運動計算法の構築を実施することになっており、2年間で①および②が実施済みである。③で用いる境界要素法を用いた数値造波水槽の計算環境も整えており、現状のプログラムの動作確認も実施済みであり、計画どおりに進んでいる。
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Strategy for Future Research Activity |
境界要素法を用いた3次元数値造波水槽を応用して造波機で曳き波を再現した実海域再現水槽を丸ごと境界要素で離散化した、数値実海域再現水槽を作成する。本数値造波水槽においても、実水槽と同様の手法で曳き波を発生させ、計算精度を確認する。さらに、本数値造波水槽を用いた曳き波中での浮体の応答計算法を開発する。計算結果は実験結果と比較して計算精度を確認し、曳き波中の船体運動計算法の有用性を確認する。
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Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
1年目に製作した自航式小型漁船模型は一度製作された船型を採用したため、模型船船殻のIGSデータ等の製作費用が不要になった。そのため模型船製作費用が大幅に削減された。また、波浪強制力の計測で使用予定であった実海域再現水槽がH25年度に倒壊したため、計測治具の製作や実験消耗品等の費用が未使用となっている。 実験施設の倒壊のため、実施予定であった実験内容を境界素法を用いた3次元数値造波水槽を用いて実施する。実験で使用する予定だった研究費は数値造波水槽開発のための環境整備、ストレージ等の購入や学会発表費用、格子生成等の人件費で使用する。
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