流体-構造連成解析システムを用いた舶用高揚力複合帆の解析法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26420833
• Research Institution: National Maritime Research Institute
• Principal Investigator: 高見 朋希 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (50586683)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田原 裕介 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (10264805) ; 瀧本 忠教 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (20466238) ; 藤本 修平 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (80586686)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 高揚力複合帆 / 流体構造連成 / Structure-from-Motion法 / Multi-View-Stereo法

Outline of Annual Research Achievements

（１）平成２６年度に構築したCFD(NAGISA)-FEM流体構造連成解析システムを用いた帆形状を変化させた場合の性能評価：平成26年度にて構築したリメッシュ機能付きの連成解析システムを用いて、帆の形状を三角帆、矩形帆、台形帆と変化させた場合についてシリーズ計算を行った。これにより、形状により流体性能（揚力・抗力）が変化することと、変形による性能の変化率をそれぞれの形状について導いた。
（２）風洞試験による帆の変形計測に対するStructure-from-Motion法（SFM法）及びMulti-View-Stereo法（MVS法）の適用性に関する調査：平成２６年度の風洞試験に用いた高揚力三角複合帆模型を使用して、海上技術安全研究所の所有する変動風水洞において風洞試験を実施した。計測は風力により変形した帆をデジタルカメラを用いて複数枚の画像を撮影し、SFM及びMVSを適用し、検証用として計測した3Dスキャナ及び上方向からの撮影による写真画像と比較した。撮影画像によって点群データにノイズが乗る事を除いて、大まかな変形モードをほぼ再現できることを確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は、（１）実機搭載を視野に入れた高揚力複合帆性能の評価システムの開発（２）SFM及びMVSを用いた安価かつ簡易な帆の変形計測技術の構築（３）複合帆配置問題に対する評価法の構築である。
上記の内、（１）については平成２６年度にすでにシステムの構築が完了しており、三角帆に関する検証及び形状を変化させた動作性を確認している。（２）は今年度に三角帆の計測を実施し、適用性が確認された。残す検討は（３）複数帆問題に対する適用の検討であり、これは平成２８年度に実施予定である。現在の達成度は６～７割程度である。

Strategy for Future Research Activity

（１）平成２７年度に実施できなかった矩形帆（及び台形帆）の風洞試験を実施する。
（２）複数帆問題については各形状に対する検証を踏まえ、様々な設置状況を想定したシミュレーションベースで検討することを予定している。

Causes of Carryover

平成２７年度時に当所見込まれていた汎用有限要素解析ソフトウェアのレンタル料が不要となったほか、模型製作のための打合せに要する旅費が見込みより少ない金額で収まったため、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額については、当初予定していなかった台形帆の製作費に充てるほか、必要に応じて汎用有限要素解析ソフトウェアのレンタル料として使用する予定である。