2011 Fiscal Year Annual Research Report
損傷船舶の波浪中動揺シミュレーション開発と高度損傷時復原性評価法の構築
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22686081
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
橋本 博公 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30397731)
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| Keywords | 損傷時復原性 / 浸水 / 粒子法 / 残存性 / 衝突・座礁 / 非線形ストリップ法 / 損傷破口 / 滞流水 |
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| Research Abstract |
衝突や座礁により損傷した船舶の残存性(転覆・沈没に至らない性能)を確保することは船舶設計上の重要課題となっているが、損傷破口からの非線形・非定常浸水を伴う損傷船舶の動揺予測は容易ではない。本研究では、損傷した船舶に働く流体力を損傷部と非損傷部に分けて取り扱い、それぞれの流体力を粒子法のひとつであるMPS法(Moving Particle Semi-implicit method)とポテンシャル理論にもとづくストリップ法で求め、両流体力の和を損傷船舶全体に作用する流体力とみなして船体運動方程式を時間領域で解く損傷船舶の動揺シミュレーションの構築を目指している。
平成23年度は2次元MPS法を用いた損傷船の浸水状態における流体力推定について、損傷模型船を用いた強制横揺れ試験との比較検証を行った。その結果、損傷区画への流出入があり、滞留水が大変形するような条件下でもMPS法は安定して計算が可能であり、実用的な精度で損傷部に働く流体力推定が可能であることを確認した。さらに、2次元MPS法とストリップ法を用いた流体力推定と左右揺れ-上下揺れ-横揺れの3自由度船体運動方程式を組み合わせた損傷船舶の浸水時動揺シミュレーションプログラムを開発し、船長方向に形状変化のない2次元損傷区画を有する損傷模型船を用いた自由横揺れ試験、浸水時動揺計測との比較を行うことで、浸水開始時からの船体動揺を定性的に予測可能であることを示した。
また、より現実的な損傷破口・区画内形状に対応可能とするため、2次元MPS法計算コードを3次元に拡張し、3次元流れを伴う浸水模型実験との比較によって、3次元浸水問題へもMPS法が適用可能であることを確認した。
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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
平成23年度は粒子法とストリップ法を組み合わせた損傷船舶の動揺予測法を構築し、模型実験との比較検証を行うことでその有用性を確認した。平成24年度は本手法を波浪中に適用する予定であり、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成23年度までに構築済みの数値シミュレーション手法を波浪中に拡張し、模型実験との比較検証を行うことで高度損傷時復原性評価ツールとして確立する。また、3次元粒子法コードの数値安定性の向上、高速化に取り組み、実用に耐えうる数値シミュレーション手法を目指す。
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Research Products
(4 results)
