2020 Fiscal Year Annual Research Report
Ultimate longitudinal bending strength and safety assessment of a damaged ship in waves
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19H00803
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤久保 昌彦 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30156848)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯島 一博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50302758)
辰巳 晃 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60736487)
田中 義照 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 (40373419)
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)
橋本 博公 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30397731)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 船体構造 / 縦曲げ最終強度 / 損傷後強度 / 波浪中応答 / 船体浸水 / 水槽試験 / 崩壊試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 令和元年度に設計・製作したアクリル製弾性模型船を用いて、海上技術安全研究所の実海域再現水槽にて波浪中動揺試験を行った。模型には、FBG圧力センサおよびFBGひずみセンサを計205点取り付け、運動に加えて弾性ひずみ応答および圧力分布を計測した。損傷時を模擬して船体を横傾斜させた状態で波浪応答を計測し、運動および弾性応答に対する傾斜影響を調べた。本模型に対する波浪中応答解析も実施し、解析と実験で良好な一致を得た。令和3年度は、開口を設けた状態での試験を行う予定である。
2) ボックスガーダー鋼製試験体2体を製作し、内1体に側面に損傷を模擬した開口を付与した。海上技術安全研究所500トン大型構造物試験機を用いて3点曲げ荷重を付与し、損傷が縦曲げ最終強度に及ぼす影響を明らかにした。シェル有限要素解析を実施し、最終強度および崩壊挙動が精度良く推定されることを確認すると共に、崩壊挙動を詳細に調べた。
3) 損傷による浸水区画を設けたクルーズ船模型について、波浪中水槽試験を行い、損傷が波浪中動揺および操縦性に及ぼす影響を調べた。併せて、操縦運動モデルによるシミュレーションを実施し、実験との比較より、流体力係数におよぼす損傷影響を調べた。一方、MPS法による運動・浸水挙動連成シミュレーションコードを開発中であり、今後、動揺・操縦性試験結果との比較および、その他多様な損傷ケースの解析に適用する。
4) 船体を1本の変断面梁にモデル化して縦曲げ崩壊挙動を取り扱うFE/Smith法を開発し、基本的な場合として、非損傷時の波浪中崩壊挙動を解析した。3次元シェルモデルを有する詳細モデルとの比較より、FE/Smith法の良好な精度の適用性を示した。さらに荷重速度と損傷程度の関係を明らかにした。次年度は損傷船体に対する安全性評価に適用する。
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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
水槽試験、崩壊試験、波浪中崩壊応答解析、浸水挙動解析のいずれの研究項目も予定通り進捗している。またこれらの内容に関して、学術論文発表を3件行った。令和3年度は、これら成果を総合的に活用して、損傷船体の波浪中安全性評価法を構築する。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は、3機関6名の研究者による分担・連携のもと、順調に進捗している。定期的な会合を持ちつつ、損傷船体の縦曲げ最終強度とその波浪中構造安全性の即時的評価法の確立という成果目標の達成を図る。
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