Investigation into dynamic progressive collapse behavior of hull girders in waves using hydro-elastoplastic approaches
| Project/Area Number |
19K15219
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 |
Tatsmi Akira 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60736487)
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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 |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 流力弾塑性 / 縦曲げ崩壊 / 崩壊後挙動 / FE/Smith法 / 弾性相似模型 / リスク評価 / 動的崩壊応答 / 弾性相似模型船 / 静水中応答 / 波浪中動的崩壊応答 / 水槽試験 / 動的崩壊挙動 / 船体構造 / 縦曲げ最終強度 / スミス法 |
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| Outline of Research at the Start |
波浪中の船体には縦曲げモーメントが作用する。縦曲げモーメント（荷重）が縦曲げ最終強度（強度）を超過した場合、船体は折損する。しかし、波浪中において船体がどのような応答を伴って崩壊に至るかは未解明である。その応答をシミュレートするためには、崩壊後の構造と流体の連成を考慮した、船体の流力弾塑性解析が必要である。詳細な流力弾塑性解析は数値流体力学（CFD）や有限要素法（FEM）により原理的には可能であるが、計算には膨大なコストが必要である。そこで，本研究課題では上記の詳細解析に加え、船体の基本設計段階で使用可能な流体構造連成影響を考慮した実用的船体動的崩壊解析法の開発を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
When wave load exceeds hull-girder ultimate strength in extreme sea states, hull-girder bending collapse is occurred. To perform a risk assessment for the hull-girder collapse, a hydro-elastoplastic analysis which can consider fluid-structure interaction in post-collapse regime is needed. Therefore, a practical method to analyze dynamic progressive collapse behaviors/response of the hull girder have been developed. In the proposed method, Smith’s method is incorporated with beam finite element method while hydro-dynamic load is estimated based on strip theory. The proposed method has been validated through comparisons with an experiment of a scale model ship in a towing tank and more detailed numerical simulation. After the validation work, the proposed method was applied to a real ship, and important findings about the dynamic progressive collapse response of the hull girder in waves have been obtained.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
スミス法に従って船体断面の逐次崩壊を考慮しつつ，波浪中における船体全体の動的崩壊応答を解析できる流力弾塑性手法を開発した点で新規性が高い．また，提案手法は汎用のPCであっても数分程度で波浪中の動的逐次崩壊の解析を行うことができ，実用性も高いと考える．提案手法は，作用荷重が船体の縦曲げ最終強度を超過した場合のリスク評価を行うにあたって，非常に有用な解析ツールとなるであろう．
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)
