2017 Fiscal Year Annual Research Report
船体構造と騒音伝達経路の関係の解明と騒音レベルを低減する構造の創生に関する研究
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16H04603
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
北村 充 広島大学, 工学研究科, 教授 (40195293)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹澤 晃弘 広島大学, 工学研究科, 准教授 (10452608)
田中 義和 広島大学, 工学研究科, 准教授 (00335704)
田中 智行 広島大学, 工学研究科, 助教 (20452609)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 船体構造 / 高周波振動 / 有限要素法 / 騒音伝播 / 面内振動，面外振動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高周波振動を求めるための解析手法の開発：大骨と小骨が鋼板に接合された板組構造という船体構造の特徴を理解・利用して，要求される騒音レベルに必要な振動モードを少ない要素数で近似できる新しい有限要素を，初年度（平成28年度）研究にて検討した．面内振動に限定していた研究初年度の研究内容に，第２年度（平成29年度）では，面外振動を解析できる機能を加えた．通常の有限要素法による解析との比較により，1/10程度の自由度数で同程度の精度を提供できることが判明した．複数板が接合する部分では，板に回転剛性が発生するため，角度の共有性を保持する必要がある．使用する複数の振動モードが合体した状態で，角度保有の条件を加えることで，回転剛性を加えることが可能になることが判明し，その機能追加を検討した．制約条件の形で，剛性方程式に加えることにより，実現できることを確認した．この場合，剛性マトリックス，質量マトリックスのランクが変更になるため，その方法についても検討した．
振動振幅を低減する構造の検討：サンドイッチ構造やラティス構造による振動低減効果を，汎用の有限要素法解析プログラムにより検討した．同程度の重量を持つ構造でも，板の配置や板厚を適切に組み合わせることにより，振動抑制効果が大きく変わることが確認できた．一般的に，三角形構造が高度面で有効であると認識されているが，今回の検討では，四角形構造が有効性であることが確認された．
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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
面内・面外振動の効率よく把握できる新しい有限要素法を確立した．船体構造の特性を考慮した三角関数の組み合わせにより得られる剛性方程式に複数板の接合条件を加えることで，船体の高次なの自由振動モードを少ない自由度で表現できることを確認できた．
振動振幅を低減する構造を検討し，サンドイッチ構造やラティス構造の効果的な配置を確認した．
以上のように，研究は順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
第３年度（平成30年度）は，これまでの研究で確立した，高い周波数を有する振動・騒音解析を可能とする新しい有限要素法を用いて．実際の船舶構造の高次解析を行い，騒音伝播の検討を進める．また，第２年度（平成29年度）に検討したサンドイッチ構造やラティス構造を船体構造の一部に加えた場合の，高次振動・騒音低減効果を検討する．
上記の数値シミュレーションに基づいて，船体構造における騒音伝達経路と各室の騒音レベルの関係を明らかにする．
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