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低速運動性能に優れた水中移動体の性能推定法の開発と試作模型による検証

研究課題

研究課題/領域番号 14205148
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 海洋工学
研究機関大阪大学

研究代表者

鈴木 敏夫  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80029107)

研究分担者 竹見 哲也  大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10314361)
戸田 保幸  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20172166)
加藤 直三  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00138637)
湯田 紀男  弓削商船高等専門学校, 商船学科, 講師 (50332078)
鈴木 博善  大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00252601)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
50,570千円 (直接経費: 38,900千円、間接経費: 11,670千円)
2003年度: 23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円)
2002年度: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)
キーワード水中移動体 / 生物模倣型推進器 / 低速運動性能 / 屈曲型側ヒレ / 6自由度運動 / 流体力 / 詳細操縦 / 胸鰭ロボット / 水中移動体模型 / 側ヒレ推進機構 / 推進性能 / 運動性能 / 推力測定実験
研究概要

海洋調査は現在国際社会が直面している地球温暖化などの環境問題や資源エネルギー問題を解決する有力な分野の一つである。しかし、その調査に必要な潜水船の推進方法は従来の船舶に用いられてきたプロペラ型が主であり詳細な運動が容易ではない。他方、調査船は海底近傍などにおいて、細かな操船や前後進を必要とすることが多く、新しい推進装置が必要となるものと思われる。この課題に対して水中生物の動きを模倣した推進器の開発に取り組んだ。主にはイカなどが通常遊泳中に用いている側ヒレによる運動についてそのメカニズムを解明し水中移動体に応用しようと試みた。手法としては数値流体力学を用いてメカニズム解明及び適したヒレ形状の選択を行い、小型模型を制作し検証した。具体的には、低速海流模擬水槽及び小型模型を制作し、海流模擬水槽においてヒレに働く流体力を計測し数値計算結果と比較し、よい一致を見た。また小型回流水槽においてヒレ後流を計測しCFD計算が現象を表現していることが確認された。さらに無線により操作可能な中型模型を制作し6自由度の運動を行わせるためのヒレの運動モードを調査した。これらにより側ヒレによる推進方法は水中移動体に対しては有望なものと思われる。また尾ヒレを使った運動試験により、少し広い領域がある場合は尾ヒレを使った水深の変更などが効果的であることが確認された。
そのほかに胸鰭推進器システムを用いた、詳細な制御について検討を行い、ドッキングなどが潮流中でも可能であることを示した

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] Y.Toda, K.Fukui, T.Sugiguti: "Fundamental Study on Propulsion of a Fish-Like Body with Two Undulating Side Fins"Proc.of Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics, Kobe, Japan. 227-232 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 加守田廣和, 佐々木智美, 福井忠之, 鈴木敏夫, 戸田保幸: "三色シート光を用いた多層同時計測法に関する研究"可視化情報. Vol.23, Suppl.No.1. 209-212 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, K.Fukui, S.Uto, N.Tanaka: "Fundamental Study on Swimming of a Fish-Like Body with Two Undulating Side Fins"Proceedings of the 2^<nd> International Symposium on Aqua Bio-Mechanisms, Honolulu, Hawaii, U.S.A.. (CD-ROM). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸田保幸, 有藤慎平, 田中伸昌: "屈曲型側ヒレを持つ水中移動体に関する基礎的研究"日本造船学会講演論文集. 第2号. 71-72 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, S.Uto, T.Suzuki, N.Tanaka, H.Ikeda: "A Fundamental Experiment on The Motion of A Fish-Like Under-Water Vehicle with two Undulating Side Fine"Proc.of 2^<nd> Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics, Busan, Korea. (CD-ROM). (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kto, Y.Ando, T.Shigetomi: "Precision Maneuvering of Biology-Inspired Underwater Vehicle"2004 IEEE International Symposium on Underwater Technology, Taipei, Taiwan. (CD-ROM). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, K.Fukui, T.Sugiguti: "Fundamental Study on Propulsion of a Fish-Like Body with Two Undulating Side Fins"Proc. of Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics, Kobe. 227-232 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kamoda, T.Sasaki, T.Suzuki.Y.Toda: "Some Applications of one Camera 3-Component PIV Measurement System"Proc. of Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics Kobe. 73-78 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, Y.S.Lee, H.Sadakane: "Numerical Investigation of Hydrodynamic Forces Acting on a Ship Hull Under Lateral Low Speed Motion"Journal of Kansai Society of Naval Architects, Japan. No.238. 77-83 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kamoda, T.Sasaki, T.Fukui, T.Suzuki, Y.Toda: "A study on three dimensional velocimetry using three color sheets."Journal of Visualization Society of Japan. Vol.23, Suppl. No.1. 209-212 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, K.Fukui, S.Uto, N.Tanaka: "Fundamental Study on Swimming of a Fish-Like Body with Two Undulating Side Fins"Proceedings of the 2^<nd> International Symposium on Aqua Bio-Mechanisms, Honolulu, Hawaii, U.S.A.(2003)(CD-ROM). (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, S.Uto, N.Tanaka: "Fundamental study on the under water vehicle with two ubdulating side fins"Proc. of Meeting of Society of Naval Architects, Japan. Vol.2. 71-72 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, T.Suzniki, S.Uto, N.Tanaka: "Fundamental Study on a Fish-Like Body with Two Undulating Side Fins"Bio-mechanisms of Animals in Swimming and Flying (CD-ROM) Springer-Verlag. (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, S.Uto, T.Suzuki, N.Tanaka, H.Ikeda: "A Fundamental Experiment on The Motion of A Fish-Like Under-Water Vehicle with two Undulating Side Fins"Proc. of 2th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics, Busan, Korea(2004)(CD-ROM). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kto, Y.Ando, T.Shigetomi: "Precision Maneuvering of Biology-Inspired Underwater Vehicle"2004 IEEE International Symposium on Underwater Technology Taipei, Taiwan(2004)(CD-ROM). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Toda, K.Fukui, S.Uto, N.Tanaka: "FUNDAMENTAL STUDY ON SWIMMING OF A FISH-LIKE BODY WITH TWO UNDULATING SIDE FINS"Proc.of 2^<nd> ISABMEC, Honolulu, Hawaii, USA. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 加守田廣和, 佐々木智美, 福井忠之, 鈴木敏夫, 戸田保幸: "三色シート光を用いた多層同時計測法に関する研究"可視化情報. VOL.23, Suppl.NO.1. 209-212 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田保幸, 有藤慎平, 田中伸昌: "屈曲型側ヒレを持つ水中移動体に関する基礎的研究"日本造船学会講演論文集. 第2号. 71-72 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kto, Y.Ando, T.Shigetomi: "Precision Maneuvering of Biology-Inspired Underwater Vehicle"2004 IEEE International Symposium on Underwater Technology, Taipei, Taiwan. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田 保幸: "Fundamental Study on Propulsion of a Fish-Like Body with Undulating Side Fins"Proc.of ASIA PACIFIC WORKSHOP ON MARINE HYDRODYNAMICS, Kobe 2002. 227-232 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 戸田 保幸: "Numerical Investigations of Hydrodynamic Forces Acting on a Ship Hull under Lateral Low Motion"関西造船協会誌. 238. 77-83 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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