| 研究課題/領域番号 |
20K14978
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
李 根 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(数理科学・先端技術研究開発センター), 研究員 (00774035)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 潜水機集団運用 / 隊形 / 最適化 / エネルギー効率 / 航行安定性 / 流体力学 / AUV / 潜水機集団 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近い将来、効率的な海洋探査、開発、清掃のため、AUV (自律型無人潜水機)集団運用を広く展開することが期待されている．流体中で遊泳・飛行の集団生物が最適化された隊形によってエネルギー効率と安定性を向上可能であることが明らかになっているが、複数のAUV 集団運用の流体力学的な最適化の隊形は未だ解明されていない．本研究は、流体力学の観点から、理論計算・実験方法を用いて、流体相互作用を通してAUV 間の相互作用メカニズムを明かし、集団隊形によってAUV 間のエネルギー効率および航行安定性への影響を解明し、最適な集団隊形を特定することでAUV 集団運用による海洋探査と開発の効率を更に向上する．
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| 研究成果の概要 |
AUV（自律型無人潜水機）の集団運用におけるエネルギー効率と航行安定性を向上させるための最適な隊形を調査した。AUV同士の間の流体力学的相互作用がエネルギー効率や安定性に与える影響を数値解析と実験手法で評価した。複雑なAUV周囲の流れ場をポテンシャル流で表現し、合理的なコストで多数のAUV集団の最適な隊形を計算した。曳航試験では単体と2台のAUV集団の抗力や外乱力を測定・比較した。結果として、AUVの数が増えるほどエネルギー節約効果が強まること、横方向の距離が重要であること、並列移動がエネルギー損失を引き起こすことが明らかになった。これらの知見は、将来のAUV運用における重要な参考資料となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義：AUV（自律型無人潜水機）の集団運用におけるエネルギー効率と航行安定性の向上に関する新たな知見を提供することになる。先端の数値解析手法の開発、実験手法との組み合わせることで、複雑な流体力学的相互作用を解明し、合理的なコストでAUVなどの水中遊泳体の隊形を最適化手法を確立した。
社会的意義：AUVのエネルギー消費を最適化することで、持続可能な海洋開発に貢献できる点が挙げられる。効率的なAUV運用により、海洋資源の探索や環境モニタリングがより効果的に行えるようになり、環境保護や資源管理の改善に寄与する。これにより、将来的には経済的なメリットも期待でき、社会全体の持続可能性向上に繋がる。
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