1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10450378
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
信川 寿 広島大学, 工学部, 教授 (60034344)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 真二 広島大学, 工学部, 助手 (80284173)
小瀬 邦治 広島大学, 工学部, 教授 (40034409)
北村 充 広島大学, 工学部, 助教授 (40195293)
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| Keywords | アスファルトタンカー / 熱応力 / 有限要素法 / 相変化 / 凝固・融解 / 自然対流 / 熱伝導 |
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| Research Abstract |
船側バラストタンクの幅,二重底の高さ及び構造部材の板圧などを計画した実船と同じにした大型構造模型を海水温度(摂氏11度)の海上で係船して,模型の周囲の海水が連続して交換されるように,係船した船の推進器で海水の流れを発生し,模型の貨物倉の熱媒を加熱して液温(摂氏187度)の定常状態において構造部材の温度を計測した.船倉内の液状熱媒とタンク囲壁板,囲壁板と船側タンク及び二重底内の空気との間の熱伝達は自然対流の平板の熱伝達の式を適用して推定できることを示した。さらに船体を梁構造とした近似計算により,おおよその船体における熱応力を推定できることを示した。また船体中央に横隔壁がある場合と無い場合の熱応力はほぼ等しいことを示した。この簡易な近似計算と有限要素法による数値計算結果を比較検討し,簡易計算でも十分な精度を有していることが示された.アスファルトタンカーの初期設計時には何十ものケースを検討する必要があるため,この簡易計算手法は有効的である.
溶融状態のアスファルトの温度変化を正確に理解するためには,相変化を伴う熱移動問題を解析する必要がある.そのための数値シミュレーション方法を検討した.相変化の影響を考慮するためには,潜熱の影響を考慮する必要が有ることが判明した.また,単なる熱伝導解析では無く,対流を考慮する必要性も示された.開発した数値シミュレーション手法により,アスファルトタンク内の温度分布を求め,最適な熱源の配置を検討した.その結果,数カ所に小さな容量のの熱源を置く方法が適していることが判明した
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