2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental study on integrated fluid, structure and production design method considering mathematical simulation and its UQ
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17K06975
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
一ノ瀬 康雄 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00550021)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田原 裕介 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10264805) [Withdrawn]
高見 朋希 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50586683)
松尾 宏平 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00399528)
藤本 修平 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80586686)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 船型開発 / フロントローディング / 多目的最適化 / 船型データベース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はこれまで単目的最適化の組み合わせとして実施されてきた船型設計に対して流体・構造・生産の一貫設計法を提案し，その設計システムのプロトタイプを開発・評価することで提案手法の有効性について基礎的な検証することを目的としている．最終年度は前年度までに開発した船体船尾形状の構造部材の配置を考慮しながら載貨容積と流体性能を多目的最適化できる設計システムのプロトタイプを用いて，実際の船型設計を模擬した載貨重量6万トンのバルクキャリア試設計を行い，造船所の設計者と共に設計システムの有効性を検証した．その結果，新しい設計システムはこれまで設計課題であった下流の設計工程において発見される不具合による戻り設計の低減効果を確認した．またさらに多目的最適化の結果であるパレート解は制約された主要目における設計項目の上限値など従来の設計手法では評価できなかった設計空間の特徴が可視化し，従来はベテランの設計者のみが持っていた暗黙知を形式知ができるだけでなく，これらの設計空間の情報を基にしたより高度な顧客への技術提案が可能となることが明らかとなった．
また，設計において検討すべき設計案は時には数百~数千ありこれら全てについて3次元モデルの数理シミュレーションを実用的な時間で実施することは困難である．そのため，本研究では一貫設計手法において最も計算コストの高いCFD計算について事前に構築したデータベースを解析評価する手法について提案し，計算精度等の実用化に向けた基礎的検討を行った．その結果，提案手法により推進性能評価の一部について実用上の精度を確保ながら大幅な計算時間の短縮が可能であることが示された．
これらの結果から，提案した学際的の多目的最適化を行う一貫設計手法により設計の効率化だけではなく，設計技術の伝承また顧客満足度の向上にもつながることが明らかとなり，提案手法の有効性が示された．
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[Journal Article] A Study of Multi-objective Optimization for Propulsion Performance and Cargo Capacity2019
Author(s)
Ichinose, Y., Tahara, Y., Takami, T., Kaneko, A., Masui, T., Arai, D.
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Journal Title
Proceedings of Practical Design of Ships and Other Floating Structure 2019
Volume: -
Pages: -
