Development of numerical method for liquid movement inside of tank and strongly coupling with ship motion and structural response at an actual sea condition
| Project/Area Number |
19K04869
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
Ohashi Kunihide 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10462871)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 数値流体力学 / スロッシング / 流体構造連成 / モード法 / 重合格子 / 構造応答 / 自由水 / 重合格子手法 / 移動格子手法 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Research at the Start |
実海域実船スケールでのタンク内自由水の複雑挙動と船体周り粘性流れ及び船体構造応答の連成計算を可能にする、時間精度を有した新しい重合格子手法に基づく数値計算手法を開発する。自由水の強非線形現象について、レベルセット法と重合格子法による主船体との強連成手法を開発し、波浪場において模型スケールから実船スケールまでのシミュレーションにより、干渉の要素抽出やスケール影響の解明に取り組む。さらにモード法による船体構造応答との連成により、大波高中での船体の大振幅運動と船体周りの粘性流れ、船体の構造変形と全体荷重及びスロッシング等による局所荷重を全て同時に推定できるシミュレーション手法を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The numerical method which can estimate the liquid movement inside of the tanks, the ship motions and structural response of the ship hull at the same time using the overset grids method and the mode function is developed. The phase difference between the motion of the floating body and the free waters affect the motion of the floating body, and the structural response based on the mode function due to the load of the liquid inside of the tanks and incoming waves is revealed. Further more, the scale effect between the model and full scales is shown.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
自由水の複雑挙動から構造応答までを詳細な粘性流場と同時に得られる数値計算手法は前例がなく、開発した計算手法により、短時間で各種パラメータの影響調査、相互干渉を含めた挙動の推定が可能になった。開発した手法により自由水の流体運動から構造応答までを一体とした新たな技術開発につながることが期待される。また、高レイノルズ数流れと自由水の流体運動及び構造応答を一貫させた高速な計算手法は、船舶工学にとどまらない波及効果も見出すことができるものである。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
