| 研究課題/領域番号 |
12305065
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
船舶工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
池田 良穂 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10117989)
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| 研究分担者 |
黒田 貴子 北海道大学, 大学院・水産科学研究科, 日本学術振興会特別研究員
片山 徹 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20305650)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2003
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| キーワード | 船体運動 / 船舶 / 大振幅運動 / 非線形性 / 横揺れ / 横漂流 / 粘性流体力 / ビルジキール |
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| 研究概要 |
大波高横波中での船体運動は強い非線形性を示す場合が多く、場合によっては運動の跳躍などの不安定性を示す場合もある。本研究では、主に大波高横波中における船舶の大振幅非線形運動について調査し、その原因を明らかにすると共に、その非線形特性出現に重要な役割を演じる粘性流体力の特性を実験的に明らかにした。
まず、大波高横波中の船舶が短波長域の広い範囲で大振幅の同調横揺れを起こし、ある周波数では同一の入射波に対して複数の横揺振幅が発現することを実験によって確認し、さらに同現象が上下揺れと横揺れ固有周期が近い場合に、短波長域で発生することを確認した。この現象は、速い横漂流速度に起因することを明らかにし、運動の跳躍は横漂流波浪強制力と横漂流抵抗の、横漂流速度に対する強い非線形性によることを明らかにした。
横漂流速度が、船体に働く波浪強制力および横揺れ減衰力に強い影響を及ぼすことを実験的に確認し、横漂流運動の影響を考慮したビルジキールによる横揺れ減衰力の推定法を導出し、実験結果と極めてよい一致を示すことを示した。
また、横漂流抵抗の特性を実験的に調べ、定常運動に基づく渦放出現象が、横漂流運動が加わることによって変化するメカニズムを調べ、そのKc数依存性を明らかにすると共に、粘性に基づく横漂流抵抗の推定手法を導出した。
さらに、大振幅の上下揺れをする船体に働く粘性流体力特性を、2次元模型の強制動揺実験によって調べた。その結果、大振幅においては自由表面からの空気巻き込みなどが生じ、その流体力特性に強い非線形性が生ずることを明らかにした。
以上の研究から、従来知られていなかった運動および粘性流体力の非線形が明らかになった。
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