波浪中における船舶転覆の前兆現象である対称性喪失分岐の解明とその理論推定
| Project/Area Number |
21K14362
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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 |
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) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 対称性喪失分岐 / 船舶転覆現象 / 周期倍分岐 / カオス / パラメトリック横揺れ / 平均化法 / 船舶復原性 / 横揺れ同調現象 / 非線形力学系 |
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| Outline of Research at the Start |
船舶の海難事故を防ぐことは、人命・環境保護と経済性の観点より非常に重要な課題となっております。これまでの研究において、船舶の転覆の前兆として横揺れの対称性が失われることがわかっておりますが、その全容は十分には明らかにされておりません。本研究では横揺れの対称性が失われる条件およびその危険性を解明し、さらに、転覆の危険性を簡易に推定する手法を開発します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
船舶の転覆現象の前兆である対称性喪失分岐について明らかにするために，簡易なモデルに基づき横揺れの応答を詳細に検討した．さらに，過去の模型実験との比較より，数学モデルの改良が必要となる点が明らかになったため，新たに拘束模型試験を実施した．
縦波中でのパラメトリック横揺れというと通常2波に1回揺れる2:1のパラメトリック横揺れを指すが，低周波数側では，2波にk回（kは自然数）揺れるパラメトリック横揺れが発生しうることが古くから知られている．昨年度の横波中の同調横揺れにおける検討と同様に，モデルの非線形に留意し，各計算条件に対する全ての横揺れの安定・不安定な同周期解を求めることでその分岐構造の変化を明らかにしたところ，低周波数側では2:1のパラメトリック横揺れの対称性喪失分岐に加え，2:kのパラメトリック横揺れが発生するため，現象の切り分けが重要であることが明らかとなった．
そこで，これまで実験的にも発生が確認されている2:2のパラメトリック横揺れについて，平均化法および数値計算による推定値と過去の実験結果との比較により，その推定法に関する検討を行った．その結果，平均化法については偶数次高調波を考慮することが重要であることが明らかとなり，数学モデルについては波浪中の復原力変動項の近似精度を向上させる必要があることが示された．復原力変動項についてはよい推定精度が求められる反面，比較的単純なモデルでないと近似推定法の開発に繋げられないため，拘束模型試験による計測を実施し，現在は復原力変動項の近似モデルを検討中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
年度当初の計画を達成した．
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| Strategy for Future Research Activity |
横波中での同調横揺れおよび縦波中でのパラメトリック横揺れについて，引き続き近似解法の開発に取り組む．
模型実験による波浪中運動計測を行い，開発手法の妥当性の検証を行う．
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
