| 研究課題/領域番号 |
20K14978
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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 – 2023-03-31
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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 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、AUV(自律型無人潜水機)集団隊形によるエネルギー効率および航行安定性の影響の流体力学メカニズムの解明を目指す。今年度は、複数の領域で研究を進めた。
1.数値シミュレーション研究領域では、実物大AUVの流れ場の新しい特徴を発見した。その中で最も重要な一つは、AUV実物の細長い本体によって形成される渦輪は、単純な軸対称渦輪（要素渦輪）ではなく、縦方向（AUV本体の方向）に伸び、 2つの強度中心持つことが分かったことである。 これらの特徴に基づいて、実物大AUVが形成した渦輪は複数の要素渦輪の重ね合わせと見られることを分かった。（研究協力者： 中国上海交通大学Dr. Lei Duan）
2.前年度に開発されたポテンシャル流解析モデルでは、AUVの周りの流れ場を要素渦輪と見なし、流れ場の重ね合わせ効果によってAUVグループの総計流れ場の最適化をした。今年発見された実際AUVの流れ場特徴に対応するために、モデルを大幅に修正した。この解析アモデルを利用して、AUV集団運用の理論的な最適な集団隊形を見つけた。新しい研究結果は、来年の国際計算流体力学学会（WCCM-APCOM 2022）で発表することが確定した。（研究協力者：露Skoltech Dr. Dmitry Kolomenskiy）
3.工学実験領域では、実物大AUV曳航模型の２台目の製作を完成させた。これらの曳航模型は、実物のAUVとまったく同じ外形が持つ、推力をリアルタイムで調整できるプロペラを備えている。但し、AUV集団の水槽曳航試験は、新型コロナウイルス感染拡大の影響で、翌年に延期された。
4.AUV集団の流れ場と魚集団の流れ場には強い相関関係があるため、魚類遊泳に関する一連の研究も実施し、重要な研究成果と論文発表を取得した。魚類遊泳メカニズムに関する研究結果は、来年の研究統合でAUV航行メカニズムとの比較研究に適用できる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナウイルス感染拡大は影響で、研究時間と研究協力者間コミュニケーションの効率はある程度低下した。
数値・解析研究領域は多くの人の対面協力の必要がないので、今年度は数値・解析の研究領域で計画通り順調に進んだ。
それに対して、実験研究領域では多くの人の対面の協力が必要である。研究代表者所属の機構内も感染例が発生したので、新型コロナウイルス感染拡大対策として、AUV集団の水槽曳航試験は翌年度に延期された。
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| 今後の研究の推進方策 |
1. 実験研究領域でAUV集団の水槽曳航試験の進捗は計画に比べて遅れたものの、当初の3年間の研究計画には、研究遂行時間について余裕があった。研究代表者は現時点で本研究が研究計画の通りに3年間で完了できると判断する。
2. 2022年度の前半期に、できるだけ早くAUV集団の水槽曳航試験を完了する。研究代表者所属の海洋研究開発機構の水槽を利用するので、実験の実施が便利、自由度は高い。これから実験水槽側の研究協力者やオペレーターと具体的な実験の明細事項に関してのコミュニケーションを始まる。
3. 研究成果の解釈・統合、論文の執筆、学会や論文の発表を加速する。 特に、新型コロナウイルス感染拡大の影響で多くの学会が閉会したため、研究成果発表の機会をより積極的に模索する必要がある。
4. 研究で得られたAUV最適化隊形は特許を申請し、社会に公開し、産業活動に貢献する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染拡大は影響で、本年度予定のAUV集団の水槽曳航試験は次年度に延期された。それに応じて、本年度予定の実験の経費を次年度の実験に使用する。
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