2016 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation and modelling of fluid force affecting on ice pieces interacting with arctic structures
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26420830
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
金野 祥久 工学院大学, 工学部, 教授 (60322070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北澤 大輔 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (30345128)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 極地工学 / 氷海船舶 / 北極航路 / アイス・マネジメント / 密集浮体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、船舶または海洋構造物と多数の氷片とが干渉（衝突、摩擦）する状況で氷片群が構造物に及ぼす荷重（氷荷重）を推定し、氷海構造物の性能と安全性、必要推進力等を評価する手段を提供することを最終的な目的とし、自由表面に浮遊する氷片群中の個々の氷片に作用する流体力を定量的に把握し、数値解析に利用できる流体力モデルを構築することを本研究の具体的な目標とする。
平成28年度は27年度に引き続き水槽実験装置を改善し、電磁流速計を導入して実験装置に対する相対流速の計測精度を向上させるとともに、密集氷片群を固定する装置を作成し、これに27年度に導入した三分力検出器を組み込んで密集氷片群中の氷片に作用する流体力の計測を可能にした。これを用いて複数の模擬氷を用いた水槽実験を実施した。矩形模擬氷板を最大18個用い、氷片群の相対位置を固定して、下流側に位置する氷片に作用する流体力を計測した。そしてその計測結果と曳航速度との関係を、特に曳航速度に線形に比例する成分と2乗に比例する成分とに分けて比較することにより調査した。その結果、密集氷片中の氷片に作用する流体力は単独氷片よりも小さいこと、密接度が上昇すると曳航速度に線形に比例する成分が主になること（2次以上の成分が相対的に小さくなること）、ただしその傾向は氷片配置によって異なり、計測対象氷片の前方に他氷片が存在するか隙間があるかに依存することが分かった。
上記の結果に基づいて流体力モデルを作成した。限定された条件下ではあるが、氷片に作用する流体力を定量的に評価することが出来、数値解析に利用できる。
本研究の成果の一部を日本船舶海洋工学会講演会で報告する予定である。
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