| Project/Area Number |
19H02360
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Umeda Naoya 大阪大学, 大学院工学研究科, 名誉教授 (20314370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 秋彦 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(神栖), 主幹研究員 (10344334)
牧 敦生 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50556496)
酒井 政宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30845334)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | risk analysis / parametric rolling / pure loss of stability / broaching / autonomous ship / stochastic approach / stability criteria / chaos control / water on deck / short-crested waves / automatic steering / stochastic model / 自動運航船 / パラメトリック横揺れ / 甲板滞留水 / 転覆確率 / カオス制御 / 短波頂不規則波 / 波乗り / 風力推進 / ブローチング / 非損傷時復原性 / 最適制御理論 / 復原力喪失 / 加速度 / 最適制御 / 非線形力学系 / リスク評価 / 確率論的平均化法 / クリティカルウエーブ法 / 荒天航行 |
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| Outline of Research at the Start |
国際海事機関IMOで議論が始まっている、船舶転覆のリスク評価による設計基準と操船基準の策定に必要となる、波浪中における船舶復原性転覆リスクの推定法を構築するための研究を行います。すなわち、船舶がその１生涯で運用中に転覆または大傾斜事故を生じる確率とその被害度を計算で推定し、模型実験などで検証することが求められています。このため、これら危険確率の理論推定に確率微分方程式による方法を導入しその検証に新たな展開を工夫します。本研究ではこれらに加え、無人化、自動運航への対処も行うこととします。すなわち、人間の操船と最適制御理論による自動運航の対比より、荒天操船の将来を切り拓く方法論を導きます。
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| Outline of Final Research Achievements |
Methodologies for evaluating the risk of stability failures due to parametric rolling, pure loss of stability on a wave crest and broaching were developed. They were validated with model experiments in short-crested irregular waves for accident ships by confirming that the numerically estimated failure probabilities exist within the confidence intervals of those obtained from the model experiments. In the light of averaging methos, stochastic differential equations and optimal control theory, chaos control and so on, simplified and real-time operational guidance applicable to the onboard use of autonomous ships. Furthermore, the effect of trapped water on deck on stability was clarified by model experiments and the shallow water wave theory.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでのほとんどの船舶は船上の操船者の的確ではあるがあいまいな判断により荒天下でも安全な航海を行ってきた。本研究では、この判断を力学原理と確率理論により転覆リスク評価法として置き換えることで行い、その妥当性を実海域と相似な波頂不規則波中の模型実験により検証できた。これにより、将来安全な自動運航船を実現することで、労働力不足に対応できる物流システムの構築、ヒューマンロスによる事故の廃絶に実現可能性が出てくる。また、IMOの新しい復原性基準に本研究成果の一部が反映された。
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