X線CTの断層画像に基づく船体構造の寿命評価法の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360460
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鈴木 克幸 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (10235939)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤村 淳司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90359670) ; 大坪 英臣 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20011132)
• Keywords: 重合メッシュ法 / ボクセル解析 / 有限被覆法 / 3次元モデリング

Research Abstract

就航中の船舶に対して検査等で見つかった腐食やクラックの発生状態をX線CTによる断層写真として撮影し、その断層写真をボクセルとして3次元モデルを生成し、その亀裂、腐食のあるモデルに対して解析を行うことによって、補修の必要性、余寿命等の評価をより正確に行うことを目的として研究を行った。
ここでは、主に解析手法に焦点を絞り、腐食、クラックのある複雑な経年船の船体構造のモデリング手法、およびそのモデルの解析手法を開発する。モデリング手法としては、検査時にX線CTスキャン等により数多くの断層写真を撮ることによって、ソリッドのボクセルモデルの生成を行う。解析手法としては、複雑な3次元ソリッドに対する解析手法として申請者らが開発してきたボクセル形状の被覆を用いた有限被覆法の拡張を行った。
有限被覆法は一種のメッシュレス法であるため,ボクセル解析の問題の一つである物体境界をより滑らかにメッシングすることができる。また,部分的にファインメッシュを切って不連続面を有する構造等のマルチスケール的な解析を行うことも可能である。一方,重合メッシュ法は有限要素同士を重ね合わせるという概念にもとづいているため,従来の有限要素法への適用がスムーズに行える。また,解析精度を一定レベル以上に保つアダプティブ法への拡張が可能である。本研究ではこの二つの手法をボクセル有限要素解析に適用し,より柔軟に実務問題に適用できるようなプログラムを開発を行った。

Research Products

• [Publications] S Nakasumi, K Suzuki, D Fujii, H Ohtsubo: "Mixed analysis of shell and solid elements using the overlaying mesh method"Journal of Marine Science and Technology. Vol.7 No4. 180-188 (2003)