| 研究課題/領域番号 |
25289313
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
北澤 大輔 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (30345128)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 自動揚網 / ポリエチレンパイプ / 浮沈 / 水槽模型実験 / 剛性 |
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| 研究概要 |
当初は、可撓性ホースネット模型またはポリエチレンパイプ模型のみの浮沈実験を実施する予定であったが、実際への応用の観点から、ポリエチレンパイプの使用を想定し、また定置網の模型も含めた水槽模型実験を実施した。定置網の模型は、実物に対して、田内の相似則に基づいて製作された既存の模型を使用した。ポリエチレンパイプ模型の製作では、田内の相似則で与えられる力比に基づいた荷重を与えたときに、実物の形状と模型の形状とで撓み角が一致するような剛性の材料の選定を試みた。しかし、該当する材料の選定は困難だったため、力比がやや異なる模型となった。東京大学生産技術研究所の千葉実験所の海洋工学水槽内に、定置網模型とポリエチレンパイプ模型を設置した。ポリエチレンパイプ模型は1本として、定置網の一部分を揚網するシステムとした。定置網模型の係留ロープの水面と水底の中点からポリエチレンパイプを係留し、水底から水面まで浮沈可能とした。異なる流速を与え、ポリエチレンパイプ模型への給気によって浮上させ、自然排気によって沈下させた。このとき、ポリエチレンパイプ模型の形状と係留力をそれぞれデジタルビデオカメラとロードセルによって計測した。その結果、ポリエチレンパイプ模型の曲げは、水底を離れるときに最も大きくなり、水中を浮上する間はポリエチレンパイプ模型の変形が少ないことが分かった。また、ポリエチレンパイプ模型の中央部が水面に到達すると、曲げを減じながら、模型の両端が広がっていく様子が見られた。また、水中の静的な形状を対象として、有限変位理論を用いた解析を行ったところ、形状を再現するとともに、最大曲げモーメントを推定することができた。その後、平成26年度に向けて、より適合する模型材料の探索や有限要素法による解析に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
軽微な計画変更を行ったが、定置網を設置した状態において、ポリエチレンパイプ模型の浮沈試験を行い、箱網の一部を揚網できることが確認された。また、有限変位理論を用いた数値解析によって、水中を浮上するポリエチレンパイプ模型の形状が再現された。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度は、定置網を設置した状態において、複数のポリエチレンパイプ模型を用いて、箱網全体を揚網するシステムの開発を行う。定置網模型は、田内の相似則によって製作されているため、その力比にあわせた荷重を与えたときに、ポリエチレンパイプ模型の形状が相似となるような模型の材料の選定を行う。また、有限要素法による形状の解析を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度は、ポリエチレンパイプ模型の運動計測をビデオカメラ映像から目視で行うことができたため、水中3次元動作解析システムを購入、使用しなかった。
平成26年度は、複数のポリエチレンパイプ模型の運動を計測する必要があり、水中3次元動作解析システムが必要となるため、このシステムを購入するのに未使用額を用いる。その他は、当初の予定通り、水槽模型実験と数値解析に使用する。
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