2022 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental study on the wave-ice-structure interaction for ice-going ship
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20K04938
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
澤村 淳司 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90359670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾関 俊浩 北海道教育大学, 教育学部, 教授 (20301947)
木岡 信治 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 総括主任研究員 (20414154)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 氷海船舶 / 氷荷重 / 波浪 / 模擬氷 / 氷微視構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の研究は，１）氷板破壊を考えない波浪中氷荷重の実験的解明，２）氷板破壊を考えた模擬氷の開発，３）氷破壊を考えた波浪中氷荷重の実験的研究，４）実氷海データとの比較による実験データの検証を行い、波浪がある海氷域での船体氷荷重の発生原因を明らかにすることであった.そして，R4年度の実績は以下となった．１）は， 垂直構造物がある場合の構造物近傍の波浪による氷板運動の計測実験結果を用い，波浪－氷板―構造物の相互影響を調べた．これにより，構造物の存在が波浪中の氷板運動に与える影響を明らかにした． ２）は，破壊を考えた模擬氷(ロウを主成分として海氷の特徴を模擬した板)を開発した．さらに,模型氷（塩水氷）の曲げ強度試験を実施し，模擬氷の曲げ試験結果を比較した．そして，模擬氷が塩分氷の曲げ破壊の傾向（氷破壊に至るまでの荷重―変位曲線）が同等であることを確認した．さらに，MRIを用いて取得した3次元の海氷微視構造データから，氷板の強度解析のためのFEM数値解析モデルを作成した．これらから，氷板微視構造と曲げ強度の関係を調べた．３）は，開発した氷破壊を考えた模擬氷を用い波浪中での氷板運動および変形の計測実験を行った．2D模型船を用い，波浪中での船体氷荷重計測実験（ただし，破壊のない模擬氷を使用）を実施した．４）は，検証に使用できる実氷海データの取得ができず，中規模の海氷（塩分氷）を用いた衝突実験を実施し，中規模スケールでの氷衝突荷重および氷破壊現象を明らかにした．これ（中規模データ）と模型船実験の結果を用いることで実氷海（大規模）での氷衝突時の氷荷重が簡易的であるが推定でき，実氷海スケールと実験スケールの間にあるスケール問題が解決できる．上記のR4年度の研究実績とこれまでの研究実績を統合することで、本研究の課題である波浪がある海氷域での船体氷荷重の発生原因を明らかにすることができる．
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