Sophistication of performance model for ship navigation in ice assuming transpolar sea route

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本研究では北極海航行において船舶は開水面もある浮氷群中を航行すると想定し、この場合に氷片に作用する流体力の減衰モデルを構築しその精度を検証することを目的とする。令和4年度は3年度に導入した検力計および改造した計測系を用い、東京大学生産技術研究所の小型曳航水槽にて氷片群曳引実験を実施した。高精度な検力計を導入したことにより計測精度が改善された。過去に行った実験の傾向は再現され、これまでの実験の妥当性が示された。また令和3年度に引き続き、複数氷片が水面にある場合の数値解析を実施し、下流側氷片に作用する流体力を求めた。解析には汎用熱流体解析ソフトウェアSTAR-CCM+を用い、自由表面表現にはVOF法を用いた。令和3年度に観察された、複数氷片が並んでいる場合の傾向は水槽試験と逆の傾向を示すことを再確認した。乱流モデルなど解析方法や解析格子の改善、氷片を越流する流れの抑制などの改善を試みたが傾向は変わらなかった。数値計算上で氷片の面取りを行ったところ、完全には一致しないものの実験と近い傾向が得られたため、氷片形状や配置を実験に近づけることで解析結果が改善される可能性が示唆された。これ以降の探求は令和5年度以降の課題として残されている。なお研究成果の一部を日本船舶海洋工学会春季講演会、秋季講演会および北方圏国際シンポジウム、International Symposium on Arctic Research（ISAR-7）にて報告したほか、42nd International Conference on Ocean, Offshore & Arctic Engineeringでも報告する予定である。