| 研究課題/領域番号 |
19K04867
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
池本 義範 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (80358407)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 電気抵抗式水位計 / TDR / Time Domain Reflectmetry / 多点同時計測 / 波高計 / 水位計 / 波高 / 水位 / 水位計測 / 船側波形 / 時間領域反射法 / 導電性塗料 / 波高計測 / 電気抵抗 / トリム計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
船体や海洋構造物まわりの水位分布の計測はそれらの状態を把握するためのモニタリングの重要項目の一つである。
船体や海洋構造物まわりの水位変化を実時間で同時に計測するために、浮体表面にセンサ電極列を貼付した電気抵抗水位計測法を着想した。しかしながら電気抵抗法は雑音や電気的特性から計測距離が長くなる場合不利であった。そこで長距離の計測に向いた時間領域反射法(TDR)と組み合わせて相互補完を試みる。先ずTDRによる水位計測が可能なことを確かめ、電気抵抗法と組み合わせて実物スケールに近い側面水位計測実験を実施し計測適用範囲を調べる。
この計測法は水位分布波形や荷役のトリム計測など幅広い応用が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
船体まわりや海洋構造物の水位分布の計測はそれらの状態を把握するためのモニタリングの重要項目の一つである。本研究では造波等による水位変化の同時多点計測のために模型船自体をセンサとする電極列を表面に形成した電気抵抗による計測法とTime Domain Reflectmetryを応用した計測方式を考案した。それぞれについて模型船側面に同時多点水位計を模型船に貼付し造波水槽で計測の試行を行った。入力とした出合い波波高を模型船のセンサで計測したところ電気抵抗式では良好に一致することを確かめた。TDR方式も同条件の実験を実施したが期間中に動的な解析アルゴリズムを確立するところまでは至らなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、船体側面に生じる水位変化による造波抵抗の推算には写真撮影やビデオカメラ画像による解析が用いられてきた。しかしながら、光学的な計測ではカメラから計測対象までの間に不要な波が画角に入るのが避けられない課題があった。またセンサを水に沈めて計測する手法ではそれ自身が波を起こすため、船体側面の同時多点水位計測は困難であった。
本研究ではに0.1mm以下のテープ状導電性材料を短冊状に並べてセンサとして用いた。このセンサで時空間的に船体側面の波形を捉えることを可能なことを確かめた。浮体などの表面に生じている水位を容易に捉えられるため、浮体周りの計算流体力学などの解析精度向上に役立つものと期待される。
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