Research on the interaction mechanism between bow slamming and dynamic hull girder response considering fluid-structure coupling

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04593
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24020:Marine engineering-related
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: Yasuhira Yamada 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 (90443241)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 馬 沖 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 (30773197) ; 小森山 祐輔 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 (90805110)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 流体構造連成 / スラミング / 船体最終強度 / whipping / 水面衝撃 / 数値水槽

Outline of Final Research Achievements

In this study, in order to investigate interaction between slamming and dynamic hull girder response, 3-dimensional non-linear hull structural analysis method is developed and validated where fluid-structure interaction as well as material nonlinearity are considered. A series of slamming impact analysis including international benchmark is carried out and effectiveness and limitation of the proposed method is investigated. The paper received Best Paper Award in international conference in 2018 where effect of load duration on structural response is investigated in collapse analysis of container ship due to bending moment.

Free Research Field

船体構造、船舶の衝突・座礁、リスク評価、構造信頼性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンテナ船の折損解析において、荷重周期やモデル化範囲等が動的構造応答に与える影響を明らかにした。流体・構造連成影響を考慮した最先端の実用的３次元非線形解析手法を用いて、解析手法の有効性・妥当性を検証した。数値水槽と全船モデルに、本解析手法を適用することにより、流体構造連成・材料非線形性等の実現象を考慮した規則波中の船体動的構造応答解析の現実的な計算時間内での再現可能性を検証した。本手法を用いることで、船舶の実現象に即した波浪中構造応答シミュレーショが可能となることを示した。今後、デジタル・ツインを含め、様々な現象解明にこのような手法が有効であることの第一ステップを築いたと考えている。