Development of an Innovative Measurement Technology and a High-Accuracy Theoretical Estimation Method for Ship Advancing in Waves
船舶波浪前进创新测量技术和高精度理论估算方法的开发
基本信息
- 批准号:21H01547
- 负责人:
- 金额:$ 11.07万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
波浪中を航走する船舶の耐航性能に関わる研究において、昨今光センシング技術を用いた新しい圧力場の計測法が着目されて来ている。これは、FBG (Fiber Bragg Gratings)を用いて新規に開発された貼付型圧力センサーを用いて、模型に加工を施すことなく数百点規模の圧力を一挙に計測する方法である。本研究はこの圧力センサーの更なる計測精度の高度化と計測システム全体の構築を図ることにより波浪中の船舶の推進性能向上に寄与しようとするものである。本研究は、①FBG圧力センサーによる波浪中を航走する船舶に作用する非定常圧力の面分布計測データの構築、②簡易結合法に基づく耐航性能の3次元理論推定法に改良を施した新規計算法の開発、③非定常圧力の面分布計測データを用いた既存の理論推定法のベンチマークテスト、の3つの項目に分けて遂行している。令和4年度までに、まず①に関連して、従来のFBG圧力センサー(ver.6)の温度干渉影響の低減を図る目的でver.6に改良を施したセンサーver.7を製作した。模型実験の結果、ver.7では温度干渉影響が大きく改善されていること、熱伝導率の低い材料で製作された模型を用いることで温度干渉影響を小さくできることが分かった。また、計測圧力を積分して抵抗増加など流体力を算出する際に重要となる船側波形の新しい計測法として、6つのレーザーシートと高速度カメラを用いた画像解析計測法を試み、従来の容量線による計測と同等精度の船側波形の計測が行えることが確認できた。次に②と③に関しては、定常流場の非定常流場への影響を表す通称m-termと呼ばれる項の数値計算精度を、吹き出し分布法を2回用いて計算する方法、およびスプライン数値微分法により大幅に向上できることを確認している。これにより運動の同調点近傍での理論計算と実験結果が非常に良好に一致するようになった。
近年来,利用光学传感技术的新型压力场测量方法在与船舶在波浪中航行的适航性相关的研究中引起了人们的关注。这是一种使用新开发的粘合压力传感器的方法,该传感器使用 FBG(光纤布拉格光栅)来一次测量数百个点的压力,而无需对模型进行任何修改。本研究旨在通过进一步提高该压力传感器的测量精度并构建整个测量系统,为提高船舶在波浪中的推进性能做出贡献。本研究包括(1)利用FBG压力传感器构建作用于波浪中航行的船舶的非定常压力的表面分布测量数据,以及(2)开发一种新方法,改进基于简单模型的耐波性能三维理论估计方法。这项工作正在三个领域进行:计算方法的开发;(3)使用非定常压力表面分布测量数据对现有理论估计方法进行基准测试。到 2020 财年,针对①,我们生产了传感器版本 7,它是传统 FBG 压力传感器(版本 6)的改进版本,旨在减少温度干扰的影响。模型实验的结果发现,版本7中温度干扰效应得到了很大的改善,并且可以通过使用低导热系数材料制成的模型来降低温度干扰效应。此外,作为一种新的船舶波形测量方法,在积分测量压力和计算阻力增加等流体力时非常重要,我们尝试了使用六片激光片和高速摄像机的图像分析测量方法,并进行了比较常规电容经证实可以以与线路测量相同的精度测量船侧波形。接下来,对于②和③,使用两次气球分布法和样条数值微分法计算代表稳定流场对非稳定流场的影响的通常称为m项的数值精度。我们已经证实,这可以通过法律得到显着改善。这使得理论计算与运动同步点附近的实验结果非常吻合。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Estimation of Unsteady Pressure Distribution on Ship Hull Surface in Diffraction Problem by Using Pressure Data Measured at One Position
利用单点测得的压力数据估计衍射问题中船体表面非定常压力分布
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Suzuki; K.; Iida; T.; Iwashita; H.; Minoura; M.
- 通讯作者:M.
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- DOI:
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- 影响因子:0
- 作者:
岩下 英嗣; 川瀬 靖彦; 廷廣 隆行; 沖野 健司 - 通讯作者:
沖野 健司
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- 资助金额:
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- 资助金额:
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- 批准号:
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- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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- 资助金额:
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21J15243 - 财政年份:2021
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