戸 /

250  time (scc) 

‑0.5J 

V 

^[‑0.5 

(a) Time histories of U， V ，r 

U， v (m/sec)  0.5 

:U 

一一一一ー一一一:ν 一一一一一一一 :r  0.0 

λ:0 ，Yo (m) 

30.0  一一一一一 :Yo  一 一 一 :ゆ

‑30.0 

250  time (sec)  0.0 

r (deg/sじc) 0.5 

Xo (m)  40 

20  ψ(deg) 

5.0 

。

‑20 

‑5.0 

τX'τy (ton)  100.0 

(b) Time histories of Xo ，Yo，ゆ

:τxτ;; (ton m)  一 一 一τ:y r 2000.0  一一一一一一ー :てー

20 

0.0 

250  time (sec) 

‑40 ‑40  ‑20  40 

Yo (m)  (d) Trajectory of the offshore platform 

。

0.0 

‑100.0^J  L‑2000.0  (c) Time histories of 7: x' 7: Y'てこ

Fig.5.‑13 Time rustories and trajectory of the offshore platform under uns.teacly wind  ( Type B : 

V

c ⁼ 2.0 m/sec

， 

1

ぺ

v= 30.0 ln/sec ) 

U，ν(m/sec)  0.5 

:U 

‑一一一一一一一.ν 一一一一一一ー :r  0.0 

250  time (sec) 

‑0.5 

Xo ，Yo (m)  30.0 

(a) Time histories of u，v，r  :λ:

。

ーー一一一:Yo

‑ 一 ー ー :ゆ

‑30.0 

250  time (sec)  0.0 

︑︑lノPしH回5

6 u 

ρしVAU 〆

' a _︑

︑

y'  

Xo (m)  40 

ド

^y / 

L 三 ‑

‑

‑

_ー

.岡

置 お よ び 制 御 力 の 各 時 系 列 と そ の 航 跡 を 示 す。外 乱 と し て 作 用 す る 潮 流 の 絶 対 流 速1絶 対 流 向 は そ れ ぞ れ

V c

= 2.0 m/sec

，

α =  45⁰ と し た 。ま た 風 に つ い て は 絶 対 風 速 の 平 均 値 を

V

w= 10.0 m/secと し¹そ の 絶 対 風 向 は ν =45⁰ と し た 。比 較 の た め7絶 対 風 速

V

_w= 10.0 m/secの 定 常 風 が 作 用 し て い る 場 合 の 計 算 例 を 同 時 に Fig.5‑10に 示 す 。 こ こ で の 制 御 の 開 始 時 間 は 1浮 体 構 造 物 が 外 乱 に よ って 原 点 か ら 流 さ れ 始 め ? そ の 変 位 が 初 期 条 件 と し て 十 分 に 大 き く 発 達 し た と 考 え ら れ る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 開 始 よ り 60秒 後 か ら と し た 。 Fig.5‑9と Fig.5‑10を 比 較 す る と ⁷制 御 力 の 時 系 列 に お い て 変 動 風 が 作 用 し て い る 場 合 の 方 が 制 御 力 が わ ず か に 変 動 し て い る が¹浮 体 構 造 物 の 運 動 に 差 は ほ と ん ど な く ¹最 大 変 位 と 運 動 が 停 止 す る ま で の 時 間 も ほ ぼ 同 じ で あ り 7風 速 の 変 動 に よ る 浮 体 構 造 物 の 運 動 への 影 響 は さ ほ ど 見 ら れ な い 。 Fig.5‑11~ Fig.5‑14に は ⁷外 乱 と し て 作 用 す る 潮 流 の 条 件 は 一 定 の ま ま 3絶 対 風 速 の み を Vw⁼ Vw ⁼ 20.0

， 

30.0 IYl/sec 

と 大 き くし た 場 合 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 結 果 を 示 し て い る 。 絶 対 風 速 が 大 き く な る に つ れ て¹制 御 力 の 変 動 が や や 大 き くな る が ? 浮 体 構 造 物 を 目 標 通 り に 原 点 、 に お い て 定 点 保 持 さ せ る こ と が 可 能 と な っ て い る 。

以 上 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 よ り 7本 計 算 例 に 示 し た 条 件 下 に お い て は1風 速 が 変 動 す る こ と に よ る 運 動 へ の 影 響 は ほ と ん ど 現 わ れ て い な い 。 こ れ は1風 速 の 変 動 は 非 常 に 周 期 の 短 い も の で あ り 1 こ れ に 対 し て 浮 体 構 造 物 の 運 動 は 長 周 期 運 動 で あ る た め ? 風 速 の 変 動 に よる 影 響 が 現 れ て い な い も の と 考 え ら れ る 。 従 っ て ? 本 報 告 で 示 した制 御系 は⁷変 動 風 の 影 響 下 に お い て も 定 常 な 外 乱 の 場 合 と 同 様 に 浮 体 構 造 物 の 運 動 を 制 御 す る こ と が 可 能 で あ る と 考 え ら れ る 。

5.3.2  潮 流 の 流 速 が 変 化 す る 場 合 の 浮 体 構 造 物 の 運 動 の シミュ レー シ ョ ン 計 算 例 お よ び 考 察

次 に1外乱 と して 作 用 す る 潮 流 の 流 速 が 変 化す る 場 合 に つ い て7最 適 レ ギ ュ レー タ を 適 用 した 制 御 系 を用 い た 場 合 の 浮 体 構 造 物 の 運 動 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 を行 な う 。 シ ミ ュ レ ー ショ ン計 算 は ? 空 間 固 定 座 標 系 の 原 点 に 停 止 し て い る 浮 体 構 造 物 に 対 して7計 算 開 始 と 同 時 に 外 乱 と し て 潮 流 と 風 を 与 え 】 浮 体 構 造 物 が 外 乱 に よ っ て 原 点 、 か ら 流 さ れ 始 め て か ら 一定 時 間 経 過 後 〉 再 び 原 点 に

U ，¥・(m/sec) 0.5 

0.0 

u  r (deg;sec) 

h r  

γcc5l 0 05  0.0  250  ^tJme 

‑0.5 

0.0  250  time (日c) 5~0

‑5.0 

‑0.5 

Xo ，Yo (m)  20.0 

(a) Time histories of u，v，r  : Xo  一一一一一:Yo 一 一 一

ψ

0.0 

‑20.0 

ψ(deg)  5.0 

τ^X'τy (ton)  100.0 

(b) Time histories of Xo ，Yo，

ψ 

:τxτz (ton m) 

‑

τy  r 2000.0  一一一一一一一 :てz

0.0 I  ^I ~、/<F=--=-""""'T'" ⁱ 工τニーt 0.0 

250  time (sec)  5~0

‑100.0^{.J  L} ‑2000.0  (c) Time histories ofてx，ry，r

，

Xo (m)  40 

20 

。

‑20 

‑40 ‑40  ‑20 

。

20  40  Yo (m)  (d) Trajectory of the offshore platform 

Fig.5.‑1 5.Time histories ancl trajectory of the offshore platform  ( Type B : 

V

_c = 1.0 ‑‑‑1..5 m/sec. 

V

_w = 10.0 m/sec ) 

u， v (m/sec)  0.5 

:u 

‑一一一一一一‑ν

ーー一一一一一 :r 

0.0  0.0 

250  time (sec)  5(OO 

0.0  250  tirπ叫I

一5.0

‑0.5 

Xo ，Yo (m)  20. 

(a) Time histories of u ，v，r  :xo 

‑一一一一:Yo

‑一一一一

: ψ

O. 

‑20. 

︑︑ ﹄ ︐

︐︐C 日5

6

位

向﹄AU /

︐ ︐

︑r 

‑0.5 

ψ(deg)  5.0 

τX'τy (ton)  100. 

(b) Time histories of Xo ，Yo，

ψ 

:τxτz (tOI1 m)  一一一一一τ:y r 2000.0 

‑一一ー一一 ・てz

ハU

250 

一 一 一 一 一 一

一 一 ← 一 一

一 一 一 ー 一 一 一 一 一

‑100. 

(c) Time histories of τ^x' r y'τ= 

‑2000.0 

Xo (m) 

40 

i 生 !

J 

i  1  l  l 

20 

。

‑20 

‑40 ‑40  ‑20 

。

40  Yo (m)  (d) Tr吋じct川yぱ theoffshore platform 

20 

0.0 

Fig.5.‑16 Time histories and trajectory of the offshore plrtt.fOl・m ( Type B ; 吟 =1..s  ‑‑‑2 . 0 m / s e c ， 

" w  

= l 0 . 0 Tll / S e c ) 

u

.，v(m/sec)  u  r (deg ~じ c)

ーー一一ー一一 :r  _Xo (m)  0.0冊 、

A 

^{』 t  0.0  40} 

0.0 

‑20.0  τX'τy (ton) 

100.0  0.0 

‑100.0 

250  time (sじc)

v 

L‑0.5  (a) Time histories of u.， v ，r 

J記。 φ(dじg) 一一一一一:Yo i 5.0  一一ー一一:中

/  250  time (sec) 

‑5.0  (b) Time histories ofぬ，Yo，

ψ

:τx τz (ton m)  一一一一一:τy r 2000.0  一一一一ー一一 ・て.

0.0  time (sec) 

‑2000.0  (c) Time histories of τx' r y'てこ

20 

。

‑20 

‑40 ‑40  ‑20 

。

20  40  Yo (m)  (d) Trajectory of the ぱ[shoreplatform 

Fig.o‑17 Time histories and trajectory of the offshore pla.tform  ( Type B : V_c 

= 

2.0 ‑‑‑‑2.5 m/sec

， 

V_w 

= 

10.0 ln/sec ) 

発 生 す る 制 御 力 に 対 し て は 】 前 進 速 度 の 影 響 に よ る 制 御 力 の 減 少 は な い も の と 仮 定 す る 。 外 乱 と し て 作 用 す る 潮 流 の 絶 対 流 向 は α=45⁰ の一 定 値 と し て1

シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 時 間 の 500秒 の 聞 に そ の 絶 対 流 速 % を 線 形 に 増 加 さ せ る も の と し た 。 風 に つ い て は 絶 対 風 向 ν =45⁰， 絶 対 風 速 i1w= 10.0 ln/secの定 常 風 と し た 。

Fig.5‑15 ‑‑‑‑ Fig.5‑17に Type

B

の ス ラ ス タ ー を 装 備 し た 浮 体 構 造 物 の運 動 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 例 を 示 す 。 こ こ で の 制 御 の 開 始 時 聞 は1浮 体 構 道 物 が 外 乱 に よ っ て 原 点 、 か ら 流 さ れ 始 め}そ の 変 位 が 初 期 条 件 と し て 十 分 に 大 き く 発達 し た と 考 え ら れ る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 開 始 よ り 60秒 後 か ら と し た 。Fig.5‑1.5 は 潮 流 の 絶 対 流 速 % を 1.0m/secから1..5m/secへ 線 形 に 増 加 さ せ た 場 合 の 時 系 列 お よ び 航 跡 を 示 し て お り ?同 様 に Fig..5‑16は 絶 対 流 速 を l ..5m/secか ら 2.0 m/sec， Fig.5‑17は 絶 対 流 速 を 2.0m/secか ら 2.5m/secへ と 線 形 に変 化 さ せ た 場 合 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 結 果 を 示 し て い る 。 以 上 の 図 を 見 る と 7潮 流 の 絶 対

は 原 点 に 戻 っ て 停 止 す る こ と が 可 能 と な って い る 。

以 上 よ り ?本 論 文 で 示 し た 制 御 系 は¹稼 働 時 の 海 象 条 件 が 厳 し い 北 海等 を稼 働 海 域 と す る 浮 体 構 造 物 lこ 課 せ ら れ る 潮 流 の 条 件 の 範 囲 内 に お い て は¹十 分 に 定 点 保 持 を 行 な う こ と が 可 能 で あ る と 考 え ら れ る 。し か し な が ら⁷浮 体 構 造物 が 原 点 に 停 止 し て い る 時 に ス ラ ス タ ー が 発 生 し て い る 制 御 力 は1ス ラ ス タ ー の 出 力 の 最 大 値 に 近 い 値 と な っ て い る た め⁷こ れ 以 上 潮 流 の 流 速 が 速 く な った 場 合 に は¹定 点 保 持 を 行 な う こ と は 困 難 に な る も の と 思 わ れ る 。

5.4  ス ラ ス タ ー の 応 答 の 遅 れ が 制 御 性 能 に 与 え る 影 響

5.4.1  応 答 の 遅 れ を 考 慮 す る た め の ス ラ ス タ ー の モ デ ル 化

浮 体 構 造 物 の 定 点 保 持 の 運 動 を 考 え た 場 合1運 動 の 状 態 に よ って は 離 散 系 に お け る 1stepの 聞 に 制 御 系 が 指 令 す る ス ラ ス タ ー の 推 力 が 大 き く 変 動 し た り そ の 方 向 が 反 転 し た り す る と い った 状 況 が 生 じ る 。実 際 の ス ラ ス タ ー の動 作 を 考 え た 場 合7 こ の よ う な 急 激 な 状 態 の 変 化 に は 追 随 す る こ と が で き な い た め7制 御 系 の 指 令 に 対 し て ス ラ ス タ ー の 応 答 の 遅 れ が 生 じ る こ と に な る 。こ の よ う な ス ラ ス タ ー の 応 答 の 遅 れ の 要 因 と し て は7次 の 二 点 が 考 え ら れ る 。

1 . ス ラ ス タ ー が 稼 働 し 始 め て か ら7必 要 な 大 き さ の 推 力 を 発 生 す る ま で に 一 定 時 間 を 要 す る 。

2.首 振 り 型 の ス ラ ス タ ー の 場 合 に は7ス ラ ス タ ー の 旋 回 運 動 が そ の 旋 回 角 速 度 に よ っ て 制 限 さ れ る 。

以 上 の よ う な ス ラ ス タ ー の 応 答 の 遅 れ を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 計 算 に お い て考 慮 す る た め に は 】 こ れ ら の 要 素 の 変 動 に 制 限 を 含 め て ス ラ ス タ ー を モ デ ル 化 す る 必 要 が あ る 。従 って?まず1今 回 の 検 討 で 使 用 し た ス ラ ス タ ー の モ デ ル に つ い て 示 す。

ス ラ ス タ ー の 推 力 の 変 動 に つ い て は 】 厳 密 に は ス ラ ス タ ー の 性 能 曲 線 等 を 参 照 し て7任 意 の 翼 ピ ッ チ 比 に お け る 推 力 を 推 定 す る 必 要 が あ る と 思 わ れ る 。

し か し な が ら ? 本 節 に お け る 検 討 に お い て は 要 求 さ れ る 推 力 に 達 す る ま で に 生 ず る 時 間 遅 れ が 浮 体 構 造 物 の 運 動 lこ 与 え る 影 響 を 見 る こ と に 重 点 、 を お き 7

推 力 は 線 形 に 増 減 す る も の と 仮 定 し ?単 位 時 間 あ た り の 推 力 の 増 減 の 上 限 値 ムT(ton/sec)を 与 え る こ と に よ って7ス ラ ス タ ー の 推 力 の 急 激 な 変 動 を 制 限 す る も の と し た 。 従って1制 御 系 か ら の 指 令 が 単 位 時 間 あ た り ムTよ りも 大 き な 推 力 の 変 動 を 要 求 す る 場 合 に つ い て も 7単 位 時 間 あ た り の ス ラ ス タ ー の 推 力 の 増 減 は 最 大 で も ム

T

を こ え な い も の と し た 。ま た7ス ラ ス タ ー の 旋回 運 動 に

ドキュメント内 浮体構造物の定点保持に関する研究 (ページ 82-88)