2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25289314
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
賞雅 寛而 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 教授 (20134851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波津久 達也 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (60334554)
清水 悦郎 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (60313384)
木船 弘康 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 准教授 (90323849)
福原 豊 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 助手 (90361807)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 船舶工学 / 電気機器工学 / 制御工学 / 次世代交通システム / 電池推進船 |
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| Research Abstract |
船舶はプロペラ推進であることから特に低速域では操縦応答性がきわめて低く、そのためスラスター設置やタグボート使用などが必要となっている。近年、産業的・環境的要請から電気推進船が多く開発建造されており、モーターインバータ技術の発達によって、非常に高周期のプロペラ回転制御が可能になってきている。本研究では、このプロペラの周期変動による操舵応答性の向上を実用化するために、電池推進船による操舵実験及びプロペラまわりの流動シミュレーションを行い、操舵性向上に必要な周期変動制御パターンを明らかにする。
初年度である平成２５年度は、１）３隻の異なる推進方法（アジマスプロペラ、ウォータージェット、固定プロペラ）の電池推進船（電池を動力エネルギー源とする電気推進船）を用いて、電気推進船のプロペラの周期変動制御による操舵応答性確認を予定していたが、固定プロペラ電池推進船の整備が遅れたために、これを除く２船についての向上データを取得した。プロペラ回転をパルス状に駆動させ（周期的変動）、推力の横方向成分が船を曲げるモーメントに要する噴流圧力（Vs時の噴流圧力Hs）を得るとともに、パルス幅のデューティ比（Ts/Tc）を変化させることにより速度(Vm)が制御された。基本的な設定パラメーターは回転数、パルス幅デューティ比などであり、計測項目は船速、ポジション、機関出力、消費電力などである。続いて２）実験解析及び得られたデータよりプロペラまわりの流動シミュレーションが行われ、プロペラまわりの周期的流動の定性的傾向が実験解析結果と一致することを明らかにした。この結果をもとに、３）電気推進船の低速時の操船に最適な回転数－デューティ比の周期変動制御パターンを検討した。
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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
上記２）及び３）の事項は、平成２６・２７年度実施予定項目であり、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の研究結果を踏まえ、引き続き前年度同様、１）小型電池推進船を用いて、プロペラの周期変動制御による操舵応答性の向上データを取得するとともに、２）得られたデータよりプロペラまわりの流動シミュレーションを、整備が遅れたために実験が行われていない固定プロペラ電池推進船を中心に実施する。またこれらの結果をもとに、３）各推進方法における電気推進船の低速時の操船に最適な回転数－デューティ比の周期変動制御パターンを構築する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
固定プロペラ船の操舵応答能力向上のための設計改造に必要な下記項目品について、メーカーに在庫がなく、新たな発注製作となったため。ドライブモーター（安川USEVW-80Y-s）、インバーター（安川CVSR-ZE08000004aa-YS-S1）、トルク計測ユニット（横河F3BU13-ON）。またそれに伴う予備実験計測装置（レーザーフォーカス液面変位計（キーエンスLT-8100））も上記項目品に仕様を合わせなければならないため、発注を遅らせざるを得ない状況にあったため。
項目品については、平成２６年度前期に入手予定であり、実験実施については問題は無いと考えられる。
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