航路標識用ブイの運動性能に関する研究

• 研究課題/領域番号: 03650369
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 船舶抵抗・運動性能・計画
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 奥野 武俊 大阪府立大学, 工学部, 教授 (60081395)
• 研究分担者: 大塚 耕司 大阪府立大学, 工学部, 助手 (90213769) ; 西尾 茂 大阪府立大学, 工学部, 講師 (30208136) ; 池田 良穂 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (10117989)
• 研究期間 (年度): 1991 – 1992
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 1992年度: 400千円 (直接経費: 400千円); 1991年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 航路標識用ブイ / 運動性能 / 係留系 / 流体力 / 波浪強制力 / 〓性減衰力 / ディスカスブイ / 円筒型ダンパー / 粘性減衰力 / 強制動徭試験

研究概要

前年度は、航路標識用ブイの代表的なものとしてディスカスブイを取り上げ、流れの中におけるブイの静的つりあいや係留系の問題を扱ったことを受けて、今年度は円筒型のダンパーを有するディスカスブイの運動性能に関する研究を実施した。
まず、ダンパー用のリングの部分模型を製作し、これによる流れの様子を観察した。その結果、ダンパーが放出する渦のパターンは、垂直平板が放出する渦に類似したものと、円柱が放出する渦パターンに類似したものとの2つが複雑に混ざり合わさったものになっており、これらのいずれの渦パターンが支配的になるかは、リングのアスペクト比(リング幅とリング直径の比)により異なり、その場合に働く粘性流体力も、2つのパターンに対応して定義されたKcに関係づけられることが分かった。
次に、リング付きブイに働くブイに働く各種の流体力を計測し、
1.波強制力は、ブイ本体に働くフルードクリロフ力と、リングに働く粘性流体力の線形重ね合わせで推定可能である。
2.ブイが運動することによって受ける流体力はブイ本体に働くラディエーション力、リングに働く粘性流体力、支柱に働く粘性流体力の重ね合わせで推定することが可能で、これらの成分相互の流体力学的干渉は小さい。 ことなどを明らかにし、流体力の推定を可能にした。
さらに、係留系がスラック係留の場合には、カテナリー理論を用いた計算で実用上十分な精度で推定できるこどを確認した上で、ブイの運動を時間領域で計算するプログラムを開発し、ダンパーリングの幅の違いがブイの運動に及ぼす影響を調ベ、ダンパーリングの幅には最適ものがあることを明らかにした。