| Project/Area Number |
21H01544
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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 | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
Okada Tetsuo 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10753048)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川村 恭己 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50262407)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | コンテナ船 / ホイッピング / モニタリング / 操船支援 / 波浪スペクトル |
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| Outline of Research at the Start |
近年、コンテナ船の大型化に伴い、船体強度に対するホイッピング(波浪衝撃に伴う船体過渡振動)の影響が増大している。本研究では、実船計測データからホイッピング発生を検出する新たな手法を開発する。また、この手法に基づいて海象・操船条件ごとにホイッピングの大きさと頻度の精緻な確率モデルを構築する。この確率モデルに基づいて、船上モニタリングデータから、遭遇波浪スペクトル、船体構造応答やホイッピングの大きさ・頻度を予測し、ベイズ更新していく仕組みを作成する。これにより、損傷確率評価、減速・変針等の操船判断に伴う将来の応答変化予測などを含む総合的な船上での操船判断支援システムを構築する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to contribute to the effective design and operation of large container ships by quantitatively evaluating the effects of design conditions, operational and sea conditions on whipping and hull structural response. In order to achieve this objective, a study on a whipping detection method from actual ship measurement data was first conducted. We established a method to identify the slamming event from stress response time series, including the phenomenon that slamming cancels existing vibration. We also studied the accuracy improvement of the encountered wave estimation technique using actual ship measurement data, and examined the method to support ship operation and maintenance. The Bayesian updating of the estimated directional wave spectra proved sufficiently accurate reconstruction of the history of the wave which the ship encountered.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年，コンテナ船の大型化に伴い，荒天に伴う過大波浪荷重やホイッピングによる船体損傷が懸念されている。また，それらを予見し適切な対策を効果的に行うための手法として，デジタルツインの概念が注目されている。本研究は実際に船上で計測されたデータを用いてホイッピング発生の同定や遭遇している方向波スペクトルの推定を精度よく行うものであり，これの実現により船体の様々な部位に発生している応力をサイバー空間のデジタルツイン上に精度よく再構築し，構造損傷を発生させないための操船や保船を効率的に支援することができるようになる。これにより船舶のより安全で合理的な運航が可能となると期待される。
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