曳航海中調査艇の動力学に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 60460149
• 研究種目: 一般研究(B)
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 大楠 丹 九大, 応用力学研究所, 教授 (70038537)
• 研究分担者: 経塚 雄策 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (80177948) ; 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562) ; 本地 弘之 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038538) ; 柏木 正 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (00161026)
• 研究期間 (年度): 1985 – 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円); 1986年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1985年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
• キーワード: 海中曳航艇 / 6自由度運動方程式 / 数値シミュレーション / 曳航索

研究概要

本研究課題で扱った曳航海中調査艇と類似の研究は以前にも二、三の例はあったが、それらは実験的な流体力の研究,曳航艇の運動方程式の検討,あるいは曳航索の動力学の取扱い法等の総ての点で近似の多い大略的なものであった。本研究の大きな特徴は、学術的な観点から海中曳航体,曳航索の動力学に関して、より詳細な検討を行ってきた点にある。具体的な成果については次のとおりである。
1)海中曳航体に働く流体力に関しては詳細な実験を実施した。翼迎角コントロール可能な長さ1mの水密模型を製作し、各種パラメータを変えた時の静的実験を実施した後、強制動揺試験によって6自由度の運動方程式の総ての係数について前進速度影響,周波数影響の調査を行った。
2)翼理論,細長体理論によって流体力係数の推定方法を提案し、実験結果との比較によってその妥当性を検討した。これは今後、同種の曳航艇の設計に役立つものと思われる。
3)海中曳航体の6自由度運動方程式について考察し、そのシミュレーションプログラムを作成した。これによって従来の研究で調べられていた縦運動だけでなく、横運動特性、あるいは総ての連成運動の検討も可能になった。
4)曳航索の動力学に関しては、索の伸びだけではなく、索の捩れも考慮に入れた、最も一般的な微分方程式を導出し、その数値シミュレーションを実行した。以前に行われていた索だけの水中強制動揺試験結果と比較し、その妥当性を確認した。現在、計算時間の短縮の方向で研究継続中である。この新しく開発した曳航索の計算方法を、母船-ケーブル-海中曳航体という全体システムのシミュレーションに組入れた総合的な計算手順についても検討中であり、これらの成果は近い将来取りまとめて発表できるものと思われる。