Improvement of Ikeda's rolling damping prediction method and development of long-term prediction method for rolling

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04502
• 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: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2021)
• Principal Investigator: Katayama Toru 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20305650)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 横揺れ減衰力 / ビルジキール / 直圧力成分 / 船体表面圧力成分 / 自由表面影響

Outline of Final Research Achievements

Ikeda’s prediction method of roll damping is used for wide-breadth, shallow-draught and low KG vessels, however the results may be overestimated. Because the bilge-keel component of Ikeda’s method does not sufficiently consider the effects of shallow draught and low KG. The purposes of this study are to investigate the effects of shallow draught and low KG and to improve Ikeda's method. In this report, effects of half breadth to draught ratio and vertical position of roll axis to water surface on normal force acting on bilge-keels and hull pressure distribution caused by bilge-keels are investigated. Taking correction factors of those effects into account, the estimation accuracy of Ikeda’s method is improved. However, it is in insufficient under conditions with significant free surface effects, such as shallow drafts and large roll angles.

Free Research Field

船舶工学，復原性，浮体安全性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

横揺れの推定は，対象とする現象（同調横揺れ，パラメトリック横揺れ，ブローチング，短期予測）に合った運動方程式の選定とその流体力係数の精度が重要であるが，粘性の影響が大きい横揺れを精度良く推定することは難しく未解決な課題が存在する。本研究ではこれら残された問題のうち2つの課題を検討し，横揺れの推定精度を向上させた。
①現在広く用いられている池田の横揺れ減衰力推定法を近年の多様な船型に対応可能とした。②船舶の一生涯で遭遇する最大横揺れ角推定のための横揺れ振幅角の確率密度関数を，横揺れの非線形性を考慮した定係数非線形微分方程式から理論的に導出し，水槽試験結果と比較してその確率密度関数の精度を検証した。