| 研究課題/領域番号 |
24360353
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
芳村 康男 北海道大学, 大学院・水産科学研究院, 教授 (50322847)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 船舶工学 / 流体工学 / 船体運動 / 操縦性能 |
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| 研究概要 |
船の操縦運動の予測や設計法は、平面の3自由度(前進・横流れ・旋回)で取り扱われてきた。従来の操縦運動の研究はこの運動に限定されており、横傾斜を含めた操縦運動の力学については、基本から構築し直す必要がある。本研究では、船の操縦運動を、横傾斜を含めた4自由度に拡張して取扱う方法を提示し、横傾斜を含めた操縦運動の新しい数学モデル、および予測法を提案することを目指し、研究の初年度(H24年度)は当初計画に基づいて以下の研究を実施した。
1)供試船の選定と模型船の製作:供試船型として、コンテナ船、フェリー、漁船を選定し、船型を設計。これに基づいて垂線間長約2mの模型船を3隻製作した。
2)拘束模型試験の実施:製作した3隻の模型船を用いて斜航試験・CMT・舵角試験などの定常運動状態の拘束模型実験を行った。この模型実験は(株)IHI横浜研究所の運動性能水槽を借用した。
3)流体力の解析:上記の流体力計測結果をもとに、4自由度の運動パラメータ、およびプロペラ回転数、舵角などの制御パラメータに対して解析を行った。
4)4自由度運動モデルと流体力の理論的検討:可能な限り流体力学を活用して、理論的に推定可能な流体力特性を考慮し、運動パラメータが流体力に及ぼす影響を適切に表せる数学モデルの検討を行った。
5)次年度研究計画の前倒し実施:上記の数学モデルの妥当性については、実際の操縦運動のシミュレーション計算を行い、この結果を自由航走模型試験によって確認する必要があり、この検討を次年度(H25年度)以降に実施する計画であったが、コンテナ船型についてはこの実験を繰り上げてH24年度に実施・完了した。またこれらの研究成果については、日本船舶海洋工学会春期講演会(H25年5月)などに発表すべく投稿した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
H24年度で検討した数学モデルについては、実際の操縦運動のシミュレーション計算を行い、自由航走模型試験によって妥当性を確認する必要があり、この検討を次年度(H25年度)以降に実施する計画であった。しかし、研究のスピードを上げるため、コンテナ船型についてはこの実験を繰り上げてH24年度に実施・完了した。また、これらの研究成果については、日本船舶海洋工学会春期講演会(H25年5月)に発表すべく投稿した。
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| 今後の研究の推進方策 |
船舶の4自由度操縦運動の研究について、以下のとおり推進する。
1)24年度研究成果のまとめと学会発表
2)拘束模型試験による操縦流体力の詳細解明:船舶の横揺れ運動周期は比較的短いことから、流体力の非定常性を確認するため、ダイナッミック試験を実施することとし、必要な実験装置の製作を行い、数学モデルの改良を検討する。
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