CXA1 : CYA1 : CNA1 XH2 YH2 NH2 XH2 YH2 NH2 Fig.2.2.4-5 Hyd

1.2
C X A1 , CYA 1 , C NA1
0.8
0.4
0.0
-0.4
: C XA1
: C Y A1
: C N A1
-0.8
-1.2
-180
Fig.2.2.4-4
-120
-60
0
60
120
180
Wind direction ψ Α (deg.)
Wind force and moment coefficients acting
: r' = 0.0
0.05
0.00
-0.05
-0.10
-0.15
-0.20
-0.25
-0.30
-0.35
-0.40
X'H2
Upright
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Y'H2
Upright
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Drift angle β (deg.)
0.05
0.00
-0.05
-0.10
-0.15
-0.20
-0.25
-0.30
-0.35
-0.40
X'H2
Capsize
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
Y'H2
Capsize
: CXW1 (Cal.)
-120
-60
0
: CNW1 (Cal.)
1.6
120
180
Encounter angle ψW (deg.)
Fig.2.2.4-6
0.16
0.12
0.08
0.04
0.00
-0.04
-0.08
-0.12
-0.16
-0.20
Capsize
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Drift angle β (deg.)
: CYW1 (Cal.)
60
Drift angle β (deg.)
N'H2
Drift angle β (deg.)
Hydrodynamic forces acting on towed ship (stern trim 6 deg.).
CXW1, CYW1, CNW1
0.010
0.008
0.006
0.004
0.002
0.000
-0.002
-0.004
-0.006
-0.008
-0.010
-180
Upright
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Drift angle β (deg.)
: r' = 0.4
N'H2
Drift angle β (deg.)
-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Fig.2.2.4-5
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
: r' = 0.2
: CXW2 (Exp.)
CXW2, CYW2, CNW2
Upright
: CYW2 (Exp.)
1.6
1.2
1.2
0.8
0.8
0.4
0.4
0.0
0.0
-0.4
-0.4
-0.8
-0.8
-1.2
-1.2
-1.6
-180
-120
-60
0
60
120
180
Encounter angle ψW (deg.)
: CNW2 (Exp.)
CXW2, CYW2, CNW2
-1.6
-180
-120
-60
0
Capsize
60
120
180
Encounter angle ψW (deg.)
Wave drifting force and moment coefficients acting on tow and towed ships.
93
: β1
78
76
Current
76
74
72
78
80
t = 6000 (sec.)
76
74
72
74
72
78
x 0 / L2
120
Wind
Wave
74
72
0
70
68
68
68
68
400
66
66
66
66
300
64
64
64
64
200
62
62
62
62
100
60
60
60
60
0
58
58
58
58
56
56
56
56
120
54
54
54
54
60
52
52
52
52
50
50
50
50
48
48
48
48
46
46
46
46
44
44
44
44
42
42
42
40
40
40
38
38
38
38
36
36
36
36
34
34
34
34
32
32
32
32
30
30
30
30
28
28
28
28
26
26
26
26
24
24
24
24
22
22
22
22
20
20
20
20
18
18
18
18
16
16
16
16
14
14
14
14
12
12
12
12
10
10
10
10
8
8
8
8
6
6
6
6
60
4
4
4
4
0
2
2
2
2
0
0
0
0
-2
-2
-2
-2
-4
-4
-4
-4
-6
-6
-6
-6
Unstable
: ψ2
-60
70
40
: β2
0
70
t = 6000 (sec.)
: ψ1
(a) U1 = 1 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
60
70
42
β1,2, ψ1,2 (deg.)
76
Current
78
80
Wind
Wave
x 0 / L2
Current
80
Wind
Wave
x 0 / L2
Current
80
x 0 / L2
1000
2000
0
1000
3000
4000
5000
6000
(a) U1 = 1 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
Tension (tonf)
2000
β1,2, ψ1,2 (deg.)
3000
4000
5000
6000
(b) U1 = 1 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
0
-60
0
400
1000
2000
3000
4000
5000
6000
(b) U1 = 1 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
Tension (tonf)
300
200
100
0
0
120
1000
2000
β1,2, ψ1,2 (deg.)
3000
4000
5000
6000
(c) U1 = 2 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
60
0
Unstable
-60
0
400
1000
2000
3000
4000
5000
6000
(c) U1 = 2 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
Tension (tonf)
300
200
100
0
0
120
-8
-10
t = 0 (sec.)
-8
t = 0 (sec.)
-8
t = 0 (sec.)
-8
β1,2, ψ1,2 (deg.)
0
400
3000
4000
5000
6000
(d) U1 = 2 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
1000
2000
3000
4000
5000
6000
(d) U1 = 2 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
Tension (tonf)
300
200
t = 0 (sec.)
(a) U1 = 1 (knot)
(b) U1 = 1 (knot)
(c) U1 = 2 (knot)
(d) U1 = 2 (knot)
ψA,W = 20 (deg.)
ψA,W = 60 (deg.)
ψA,W = 20 (deg.)
ψA,W = 60 (deg.)
94
2000
-60
-10
-10
-10
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
y 0 / L2
y 0 / L2
y0 / L2
y 0 / L2
Fig.2.2.4-7
1000
100
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Time (sec.)
Trajectories of tow and towed ships and time histories of towing motion (Upright)
: β1
74
72
80
Wind
Wave
76
Current
76
78
74
72
78
80
t = 6000 (sec.)
76
74
72
78
x0 / L2
120
74
: ψ2
72
0
-60
0
70
70
68
68
68
68
400
66
66
66
66
300
64
64
64
64
200
62
62
62
62
100
60
60
60
60
0
58
58
58
58
56
56
56
56
120
54
54
54
54
60
52
52
52
52
50
50
50
50
48
48
48
48
46
46
46
46
44
44
44
44
42
42
t = 6000 (sec.)
: β2
60
70
42
: ψ1
(a) U1 = 1 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
76
70
42
β1,2, ψ1,2 (deg.)
t = 6000 (sec.)
Current
80
Wind
Wave
x0 / L2
Current
78
x0 / L2
Current
80
x0 / L2
1000
2000
0
1000
3000
4000
5000
6000
(a) U1 = 1 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
Tension (tonf)
2000
β1,2, ψ1,2 (deg.)
3000
4000
5000
6000
(b) U1 = 1 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
0
-60
0
400
1000
2000
3000
4000
5000
6000
(b) U1 = 1 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
Tension (tonf)
300
t = 6000 (sec.)
200
40
40
40
40
38
38
38
38
36
36
36
36
34
34
34
34
32
32
32
32
30
30
30
30
28
28
28
28
26
26
26
26
24
24
24
24
22
22
22
22
20
20
20
20
18
18
18
18
16
16
16
16
14
14
14
14
12
12
12
12
10
10
10
10
8
8
8
8
6
6
6
6
60
4
4
4
4
0
2
2
2
2
0
0
0
0
-2
-2
-2
-2
-4
-4
-4
-4
-6
-6
-6
-6
100
0
0
120
1000
2000
β1,2, ψ1,2 (deg.)
3000
4000
5000
6000
(c) U1 = 2 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
60
0
-60
0
400
1000
2000
3000
4000
5000
6000
(c) U1 = 2 (knot), ψA,W = 20 (deg.)
Tension (tonf)
300
200
100
0
0
120
-8
-10
t = 0 (sec.)
-8
t = 0 (sec.)
-8
t = 0 (sec.)
-8
2000
β1,2, ψ1,2 (deg.)
3000
4000
5000
6000
(d) U1 = 2 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
-60
0
400
1000
2000
3000
4000
5000
6000
(d) U1 = 2 (knot), ψA,W = 60 (deg.)
Tension (tonf)
300
200
t = 0 (sec.)
-10
-10
-10
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
y0 / L2
y0 / L2
y0 / L2
y0 / L2
(a) U1 = 1 (knot)
(b) U1 = 1 (knot)
(c) U1 = 2 (knot)
(d) U1 = 2 (knot)
ψA,W = 20 (deg.)
ψA,W = 60 (deg.)
ψA,W = 20 (deg.)
ψA,W = 60 (deg.)
Fig.2.2.4-8
1000
100
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Time (sec.)
Trajectories of tow and towed ships and time histories of towing motion (Capsize)
95
Current
10
20
400
(tonf)
30
40
Current
Wind and Wave
Direction (deg.)
10
20
40
10
5000
(PS)
30
4000
40
300
50
50
20
(m)
30
300
400
Current
Wind and Wave
Direction (deg.)
50
Wind and Wave
Direction (deg.)
200
300
0
100
400
300
200
0
100
(m)
5000
4000
3000
(b) Unstable motion amp.
20
400
40
10
20
40
10
20
4000
40
300
5000
(PS)
30
50
50
400
Current
Wind and Wave
Direction (deg.)
(m)
30
300
(c) EHP
Current
Wind and Wave
Direction (deg.)
(tonf)
30
0
1000
50
Current
10
2000
(PS)
(a) Tension
Wind and Wave
Direction (deg.)
1000
Upright
: 1 (knot)
: 2 (knot)
80
80
200
(tonf)
90
80
90
400
100
Upright
: 1 (knot)
: 2 (knot)
90
100
Upright
: 1 (knot)
: 2 (knot)
2000
70
70
70
60
60
60
3000
200
300
100
0
400
300
80
200
Fig.2.2.4-9
0
5000
1000
Capsize
: 1 (knot)
: 2 (knot)
4000
3000
2000
1000
(PS)
(b) Unstable motion amp.
(c) EHP
Estimation of towing tension, amplitude of unstable motion and EHP
は小さくなるが被曳船のふれまわり幅は大
きくなり、曳船は針路保持ができなくなる。
一方、被曳船を転覆した状態で曳航する場
合には、なるべく風と波を正面近い角度で
受けないように操船に注意し、風と波に対
して 50~70(deg.)の回頭角 ψ 1 を保ちながら
曳航することで、比較的小さな曳航索張力
T 0 で安定に曳航することが可能になる。た
だし、本研究では、曳航索の動的な影響は
考慮しておらず、被曳船のふれまわり運動
に伴う曳航索張力 T0 の変化しか現れてい
ないため、実際には図中の結果に比べてさ
らに大きな曳航索張力 T0 が働くものと考
えられる。従って、転覆した船首部を風と
波に対して 0~50(deg.) の方向に曳航するこ
とは実務上非常に困難であり、漂流しない
ように繋ぎ止める作業を行うことになるで
あろう。
Fig. 2.2.4- 9 では、例えば軸系や舵･推進
器でのロスを考慮して、EHP の 20~30% 増
しの値から曳船の必要馬力を大まかに把握
することができるため、曳航索張力 T 0 の値
96
100
(m)
(a) Tension
2000
70
100
Capsize
: 1 (knot)
: 2 (knot)
90
80
200
(tonf)
90
80
90
200
70
70
100
Capsize
: 1 (knot)
: 2 (knot)
400
60
60
60
3000
200
と合わせて実務にあたる曳船や必要な曳航
索を選択することが可能になる。また、被
曳船のふれまわり幅と海難事故が発生した
海域の海象条件から、風や波、潮流に対す
る安定な曳航法を推定することができる。
今後は、さらにいろいろな海象条件に対す
る計算結果を集めてデータベース化するこ
とで、荒天下における折損タンカーの曳航
実務に対する指針を与えることが可能にな
ると思われる。
(4) まとめ
本節では、折損タンカーの船首部模型を
対象とした水槽試験の結果を用いて、風、
波および潮流の影響下における曳航シミュ
レーション計算を行い、被曳船のふれまわ
り運動や曳船･被曳船系の保針性能につい
て検討を行った。その結果、目標針路に対
する風と波の向きによっては、曳船･被曳船
系の運動が非常に不安定になったり、目標
針路から外れて針路保持ができなくなる場
合もあり、操船に注意を要することが分か
0
った。すなわち、被曳船を Uprigh t の状態
で曳航する場合には、風と波に対して
0~20(deg.) の回頭角を保ちながら曳航する
ことで、比較的安定に曳航することが可能
である。一方、被曳船を転覆した状態で曳
航する場合には、風と波に対して
50~70(deg. ) の回頭角を保ちながら曳航す
ることで、比較的小さな曳航索張力で安定
に曳航することが可能である。
今後は、さらに船体運動の自由度を上げ、ラ
ンプドマス法により曳航索の動的な影響まで考
慮して、荒天下における損傷船舶の最適な曳航
法について検討を行う必要がある。
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97

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