2007 Fiscal Year Annual Research Report
船体タンク壁構造の振動予測法の確立と防振設計法に関する研究
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18360420
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安澤 幸隆 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 准教授 (10191123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 孝男 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50380572)
前田 正宏 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70173713)
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| Keywords | 接水振動 / タンク / 流体構造連成 / FEM / 呼吸モード / 防振設計 / 境界要素 / モーダルパラメータ |
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| Research Abstract |
本研究課題の研究目標としては内部に液体を有するスティフナ付き補強タンクの固有振動数と振動モードについて、主として
1)数値解析と振動実験計測との比較検討 2)呼吸モードが励起されるメカニズムの解明 3)防振設計法の開発を行うことである。特に、呼吸モードおよびそれに準ずる呼吸モードは、従来の接水振動設計式では、把握できていないので、そのメカニズム、予測法および防振対策法の開発が望まれている。
現在、大型船の実船内の機関室周辺タンク構造の振動性状を詳細に調査したものはほとんど無く、現状の商用FEM解析ソフトでそれらのモードを精度良く推定できるかどうかも明らかではない。そこで、平成19年度の本課題に関する研究では、主に、研究室で開発中の接水振動解析プログラムと商用の汎用FEM解析ソフトを用いた数値解析による検討と実験による検証を行った。まず、数値解析に基づく検討については、
1)接水構造の固有振動数推定式と流体構造連成FEMによる数値解析との比較検討
2)無補強矩形タンク、垂直方向補強タンク、水平方向補強タンクに対して当研究室で開発した流体構造連成振動FEM解析プログラム「SFTVIB」と商用FEMソフトにより推定された固有振動数の比較検討
3)実験により得られた固有振動数と、流体構造連成振動FEM解析プログラムにより推定された固有振動数と振動モードの比較を行い、防撓タンク構造の振動特性、固有振動数およびモードの推定精度などの検討を行った。
4)流体構造連成FEM解析の収束性を調べ、防撓タンク構造における適切なメッシュ分割法についてガイドラインを作成した。
5)当研究室で開発されたプログラムを、複雑な構造にも適用できるようにプリ処理を効率化するために、構造部だけでなく内部流体の境界要素メッシュデータ作成にも商用ソフトが利用できるようにインターフェースソフトを開発した。も商用ソフトが利用できるようにインターフェースソフトを開発した。
また、平成18年度に製作した振動実験用試験体では、工作精度、接水による材料特性変化の影響などの問題があったため、定性的な特性は考察できたものの、精度検証には至らなかった。そこで平成19年度は、精度のよい試験体製作のために構造設計も含めて改良を施し、振動実験を実施した。また、振動実験によるモーダルパラメータ抽出およびモードアニメーション作製を効率よく行うために、本研究費で実験モーダル解析ソフトウェアを購入し、FFTで得られた計測データをそのソフトウェアで取り込んで処理することにより、効率よく検討が行えるようになった。
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