2014 Fiscal Year Research-status Report
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26420822
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
井関 俊夫 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 教授 (70212959)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 省エネルギー / 燃料消費量 / 地球温暖化ガス排出削減 / ベイズ波浪推定 / 離散ウェーブレット変換 / 船舶工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、船舶の省エネルギー運航を実現する操船支援システムの開発を目的とし、その達成のために以下に示す３つの具体的目標を定めている。平成26年度におけるそれぞれの研究実績の概要は以下の通りである。
(1)船体動揺から波浪状況を推定する簡易計算法の確立： 本年度では、船体応答統計値のAleatory uncertainty（偶然的不確定性）に基づくShort-term variability（短期変動）に関する研究を行い、船体動揺クロススペクトルの位相成分に不規則な短期変動が存在することを明らかにした。この結果を日本航海学会で発表し、論文として投稿した。さらに、非定常の船体動揺時系列データを解析するために、船体動揺データの解析に離散型ウェーブレット変換を導入した。この方法によって、通常のフーリエ変換とは異なった知見が得られることを示した。この結果は国際学会STAB2015で発表する予定である。
(2)燃料消費量データベース構築のための模型実験法の開発： 本年度においては計測精度を向上させるために、模型船搭載用抵抗動力計とトルク・メータを購入し、回流水槽における拘束模型試験を実施した。これによって、推力減少率や有効伴流率を高精度で計測できたが、スクリュー・プロペラが船体を貫通する部分の水密と抵抗が若干の問題となっていることが判明した。来年度以降、装置の改良を行う予定である。
(3)実船実験による燃料消費量データベースの有効性の検証： 本学附属練習船汐路丸では燃料消費量（燃料流量計）の出力が計測システムに接続されていなかったため、本年度は汐路丸共同利用プロジェクトと連携し、汐路丸の計測制御LANの構成機器の改修を行った。来年度からデータの取得を開始する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前述のように、本研究課題では、船舶の省エネルギー運航を実現する操船支援システムを開発するために３つの具体的目標を定めている。平成26年度におけるそれぞれの達成度は以下の通りである。
(1)船体動揺から波浪状況を推定する簡易計算法の確立： 船体動揺解析における偶然的不確定性の短期変動については、本課題の採択後、デンマーク工科大学のニールセン准教授との情報交換から検討を開始した項目であるが、本計算法の根本的改良につながる可能性を持っている。当初想定していなかった進展が期待できるとともに、既に論文として採択されていることから、当初の計画以上に進展しているといえる。離散型ウェーブレット変換の導入については、当初予定通りであり、順調に進展しているといえる。
(2)燃料消費量データベース構築のための模型実験法の開発： 前述のように、計測精度の向上を図っている一方、スクリュー・プロペラが船体を貫通する部分の水密と抵抗が若干の問題となっていることからやや遅れていると言えるが、他の項目が計画以上に進んでいることから、全体の研究スケジュールに対する影響は無いと思われる。
(3)実船実験による燃料消費量データベースの有効性の検証： 当初の予定では、平成27年度に燃料流量計信号をデジタルデータとして外部に取り出す方法を検討することになっていたが、共同利用プロジェクトとの連携により、汐路丸の計測制御LANシステムの改修が行われたため、当初の計画以上に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)船体動揺から波浪状況を推定する簡易計算法の確立： 偶然的不確定性の短期変動を考慮した計算アルゴリズムを開発し、推定精度の向上を行った上で計算法の簡略化を行う。これにより、当初計画よりも高精度の計算法となる可能性がある。また、離散型ウェーブレット変換を多変量時系列解析に応用する方法を検討する。
(2)燃料消費量データベース構築のための模型実験法の開発： 模型船内で完結したエネルギー消費量計測システムならびに自航システムの開発を中心に行う。エネルギー消費量計測システムでは、モータの回転数を一定に制御するシステムとモータが消費するエネルギーを正確に計測するシステムの両方を開発する必要があり、小型の電流計測装置をいかに開発するかが問題点である。オートパイロットシステムはワンボードマイコンとサーボモータを利用して独自に開発するが、問題点は模型船針路の計測にある。水槽建屋内ではGPSが受信不可能であること、磁気方位は曳航電車の強電界の影響を受けること等を克服する必要がある。なお、模型実験は自由航走試験となるため、船舶運航性能実験水槽で行う予定である。
(3)実船実験による燃料消費量データベースの有効性の検証： 平成26年度において汐路丸の計測制御LANシステムの改修が行われたため、実験航海に参加し、動揺データと燃料消費量データの計測プログラムを作成する。
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| Causes of Carryover |
当初計画では、ニールセン准教授（デンマーク工科大学）との情報交換のための外国旅費を計上していたが、平成26年10月の日本航海学会講演会での論文発表時にニールセン准教授が来日したため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初計画では、実験用消耗部品、外国旅費等を計上しているが、模型実験を迅速に数多くこなすために、三分力計(抵抗動力計)の二次較正器の追加購入を計画している。
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