旋回流れを利用した能動型減揺装置に関する研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04863
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 安藤 孝弘 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30425756)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 減揺装置 / アンチローリングタンク / ART

Outline of Annual Research Achievements

令和４年度は、以下の３項目を中心に研究を実施した。
(1). 効率的な旋回流れのON/OFF制御のタイミングの調査：分離式円環型減揺タンク内に生じさせる旋回流れのON/OFF制御のタイミングの違いにより、減揺効果にどのような違いが生じるかについて調査した。分離式円環型減揺タンク模型を簡易動揺台に載せ、5度傾斜させた状態から解放し揺れが停止するまでの自由振動による減衰を加速度計を用いて計測する際に、片側のタンクが下死点となる際に旋回流れ用のポンプを起動し、この時上死点となっている反対側のタンク用のポンプを停止する。これを揺れに合わせて連続で繰り替えすことで解放から停止までの時間が、旋回流れの無い状態に対し1/4程度になることを確認した。
(2). 旋回流れを誘起する水路位置の調査：円環型減揺タンク模型の両舷のタンクを繋ぐ水路を4分割し、水路の数列を塞ぐことで水路位置を両舷の円環タンクの中心から外側にオフセット可能となるように設計した模型を製作した。この模型の両舷タンクの水位に高低差を設けて解放した際の固有周期を計測する自由減衰試験を実施したところ、両タンク間の水の行き来のみで円環タンク内に旋回流れが生じることを確認したため、今後は(1).の動力を用いた旋回流れにより生じる減揺効果との比較、ベンチテストなどによる従来型の矩形タンク形状との減揺モーメントの比較、および水路のオフセットの有無などによる減揺効果の比較・検証を実施し、効率的な減揺性能を得るための因子を抽出し、纏める。
(3).ベンチテストの準備：これまでの研究で得られた各タンク形状ごとの固有周期周辺の強制動揺試験（ベンチテスト）に向けて、試験装置の加振プログラムの整備、治具および検力計の動作確認および計測データ処理プログラムの動作確認を実施し、ベンチテストによる減揺モーメントの計測環境を整備した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

令和４年度は、新型コロナ感染症の拡大やこれに起因する半導体不足や輸送の混乱により、特にポンプのON/OFF制御に用いる電子部品の調達が半年以上も遅延したほか、これらの部品を用いた制御システムの製作にも支障を来し、本研究の実施スケジュールに多大な影響が生じた。上記等の理由により、申請時の研究計画からおよそ１年半ほど遅れることになったため、本研究の令和５年度までの延長申請を行った。

Strategy for Future Research Activity

令和５年度は、第１四半期中にアクリル製減揺タンク模型を用いた強制動揺試験（ベンチテスト）を実施し、２体のU字管タイプの減揺タンク模型（矩形型と円環型）に生じる減揺モーメントの比較を行うとともに、円環型減揺タンク模型については水路をオフセットし旋回流れを誘起させた場合の減揺効果についても調査する。第２四半期以降は、円環型減揺タンク模型を対象に、分離型、U字管型共に、外部動力による旋回流れのON/OFF制御を導入し、制御のタイミング等による減揺モーメントへの影響を調査する。これらの結果から、効率的に減揺効果を得るための因子を抽出し纏めて、旋回流れを用いた効率的な減揺手法として特許出願を図る。

Causes of Carryover

令和４年度は、新型コロナ感染症の拡大やこれに起因する半導体不足・輸送の混乱等の影響により実験用器材等の調達に支障が出たため本課題の延長を申請したが、本課題の実施に必要な器材等の調達は完了していることに加え、次年度使用額がごく僅かであることから、今のところ使用の予定は無い。