Development of a Safe Return to Port Simulation Method for Damaged Passenger Ships

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K14966
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 河村 昂軌 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, 主任研究員 (80757724)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 損傷時復原性 / 浸水シミュレーション / 粒子法 / GPGPU / 有限体積法

Outline of Annual Research Achievements

損傷浸水事故発生時における客船の安全帰港シミュレーション手法の開発に向けて以下の検討を行った。
・粒子法と有限体積法の連携計算手法の開発
損傷船の生存率を評価するために、部分的に水が充填されたタンクを持つ浮体の運動をシミュレーションする連携計算手法を開発した。本手法は、粒子法の一つであるMPS法とRANSを用いた有限体積法をP2Pのファイル交換により連携し、各離散化手法の利点を保持するものである。ファイル交換による情報交換は浮体の運動情報とタンク内の流体による流体力を交換した。また、それぞれの計算手法が要求する計算資源に応じ、異なる場所に設置された計算機上でそれぞれの数値計算を実行し、SSH通信とジョブ投入システムにより連携を行った。部分的に水が充填されたタンク内流体の挙動、浮体のスウェイ、ヒーブ、ロール運動を解析することで、コードの基本的な妥当性を確認した。計算結果は、動揺とロール運動の応答（RAO）が、様々な波長の規則波で測定された模型試験結果と良い一致を示した。さらに、浮体とそのタンクに作用する流体力を解析し、部分的に水が充填されたタンク内の流体が浮体の運動に及ぼす影響を明らかにした。
・流場情報の交換手法の構築に向けた検討
有限体積法と粒子法では離散化手法が異なるため、流場情報の交換を行う際にはそれぞれの流場情報から交換先の流場情報に合わせた変換、補完が必要である。構造格子を基にした流場データを粒子法上の流場情報に補完するプログラムの開発を実施した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ファイル交換式の連携計算手法を開発し、査読付き国際会議への投稿を実施したため。

Strategy for Future Research Activity

次年度は，当初の研究期間を延長し，最終目標となる損傷浸水事故発生時における客船の安全帰港シミュレーションの開発に向けて連携計算手法を拡張し、流場情報の交換による連携計算法の開発を行う。

Causes of Carryover

次年度の国際学会に参加するため次年度使用額が生じた。
残金は学会参加費・旅費に使用する。