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船舶海洋試験水槽(通称・雲の上水槽)と回流水槽 なぜか山の上にある船舶海洋試験水槽は”雲の上水槽”と呼ばれ、この設備を用いて,船舶や海洋構造物など, 浮体の流体力学的特性について研究している。 主な研究テーマとその内容は次のとおりである。 1)運動している浮体に働く流体力に関する研究 波浪中にある浮体は縦揺れ,横揺れ等6自由度の運動を行うが,浮体の運動特性を把握することは,運航, 操業面からも,重要な課題である。 船体のように細長い浮体に働く流体力の推定は,長さ方向を除き大部分は完全流体として取扱うことができる。 運動している浮体に働く流体力,特に,操縦運動をしている船舶について浅水域を航行する場合も含め,船体に 作用する流体力,なかでも非線形流体力に関して推定法の研究を行っている。 2)風波浪中の浮体運動に関する研究 風や波浪のある海面における浮体の運動,ならびにそれに伴う諸現象を力学的に解明して,浮体の安全限界を 追求する研究分野である。 浮体に働く流体力,波浪外力に関する研究成果をベースとして,船舶に対しては甲板上への海水の打込みを考慮 した横揺れ機構と安全性を,海洋構造物に対しては大傾斜時の動揺と安全性に関し,現象の非線形性を考慮しな がら,その安全対策を含め研究を行っている。 3)船舶の抵抗および推進性能に関する研究 船舶の燃料消費と密接な関係にあって,最近特に省エネルギーの立場から注目されている船型やプロペラの 性能に関する研究分野である。 船体まわりの流れの観察,検討をはじめ,造波抵抗や粘性抵抗の理論,プロペラ理論,船体・プロペラ・舵の 相互干渉の理論等の研究成果を適用して,エネルギー消費の少ない船型ならびにプロペラの開発について応用 流体力学の立場から研究を行っている。 主要設備の紹介 (1)船舶海洋試験水槽 船舶関係の試験:船体抵抗-自航試験,プロペラ単独試験,波浪中運動・波浪荷重試験, 波浪外力-波浪中抵抗増加試験,推進性能に関する諸試験等 海洋関係の試験:浮遊式海洋構造物の波浪中運動・係留ならびに強度試験,浮消波堤・工漁礁・各種ブイその 他海洋開発機器の性能・特性に関する試験等
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コンテナ船の抵抗試験 貨物船の波浪中運動計測試験
船舶海洋試験水槽配置図
(1)曳引車 (2)造波装置 (3)造波装置油圧源 (4)消波装置 (5)造波制御室 (6)実験準備室 (7)浄化装置室 (8)観測ピット (9)トリミングタンク (10)定盤 (11)計画室 (12)技術員控室 (13)工作室 (14)解析室
水槽要目 本 体 :長さ60m 幅4m 水深2.3m トリムタンク:長さ4m 幅1m 水深0.5m 曳 引 車 :駆 動 方 式 可変速度交流電動機 2台 速 度 範 囲 0.3〜3.0m/s 加 減 速 度 0.06g 速度安定度 1mm/s 造波装置 :駆動方式 電動油圧サーボ 最大波高 300mm 波長範囲 0.7〜17m 付帯設備 : 消波ビーチ,側壁部観測窓,水槽底ピット,可搬式側壁部消波板 使用模型船 :長さ 2〜3m
(2)船舶海洋試験水槽付属主要計測装置
*抵抗動力計:全量式 容量 ±3kg *自航動力計:全量式 容量 スラスト±3kg、トルク±3kg−cm 最高回転数30rps *プロペラ単独試験装置:方式,容量は自航動力計と同じ *模型位置検出装置:無接触式 *6自由度運動計測装置:ロッド−副台車式,ポテンショメータ検出 計測範囲 前後揺れ ±300mm 左右揺れ ±250mm 上下揺れ ±250mm 横揺れ ±30゜ 縦揺れ ±30゜ 船首首揺れ ±90゜ *その他 波力測定用計測装置,波高計等
(3)小型回流水槽(5号館)
小型模型を用いて,流れの可視化、流速・圧力・流体力の計測など,主として定性的 な実験を行う。
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Dept. of Naval
Architecture, Fac. of Eng.
Nagasaki Institute of Applied Science / Nagasaki Japan