外乱影響下における漁業調査船の運動特性と観測時の最適操船に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07835
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 前川 和義 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (80250504)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 暢夫 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (50186326) ; 安間 洋樹 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (50517331)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Keywords: 漁業調査船 / 海洋観測 / CFD / PIV

Outline of Annual Research Achievements

漁業調査船は、水産生物資源の探索・捕獲や海水採取などの調査研究業務に従事しており、水圏における生物資源管理のためのプラットフォームとして重要な役割を担っている。本研究は、適切な資源管理に不可欠な漁業調査船の性能の高度化・高効率化を行う観点から、風、波浪、潮流などの外乱影響を受ける環境下での観測で調査船に求められる運動性能を明らかにするとともに、様々な観測に応じた運動性能と最適な操船手段について明らかにすることを目的としている。
漁業調査船の運動性能を推定・評価するため、本研究では数値シミュレーション手法を用いるが、その実施には調査船の船体や観測・調査機器の流体力学的特性を、水槽実験や数値計算によって把握しておく必要がある。
平成２８年度は予備的な検討として洋上で漂泊しながら観測・調査を行う状況を想定し、船体の動揺運動とその際に生じる船体周囲の流場特性、生物採集漁具の流体力学的特性を把握することに重点を置くこととした。それらを対象とした解析には、実験水槽でトレーサー粒子を用いて流場を可視化するPIV（Particle Image Velocimetry）実験と、流体解析の数値計算手法であるCFD（Computational Fluid Dynamics）を用いた推定計算をあわせて用い、生じる現象や推定の精度を考察した。
また、漁業調査船が漂泊して観測・調査を行う際に外乱の影響によって引き起こされる漂流運動を推定・評価するため、漂流時の船体の方位角や位置、速度の変化などを求める数値シミュレーションプログラムを作成した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

船体模型および生物採集漁具を対象としたPIV実験およびCFD解析の結果から、これらの手法が物体周りの流場や作用する流体力などの流体力学的な特性を解析する手段として有効であることを確認することができた。このことから、対象とする機器や条件を拡げて活用していくことで、数値シミュレーションに必要となる各種データの取得が進むと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後も引き続いて漁業調査船や各種の観測・調査機器の流体力学的特性を水槽実験および数値計算により取得するとともに、外乱影響を受ける実際のフィールドで観測・調査を行う観点から、調査船に求められる運動性能について運動シミュレーションによって検討を進める。
また、船体運動が観測におよぼす影響についても検討を行い、各種の観測・調査での最適な操船手段を明らかにしていく。

Causes of Carryover

平成２８年度の１０月末に追加採択された課題であり、実験の準備と実施のための期間を十分に確保できなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

前年度に実施できなかった実験のための出張費用として使用する。