極低温液体貨物を貯蔵する浮体式海洋構造物の安全性評価法の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24360354
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 荒井 誠 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00232025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村井 基彦 横浜国立大学, 環境情報研究科(研究院), 准教授 (60292893) ; 西 佳樹 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70470052)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 計画 / 設計 / 生産システム / FLNG / スロッシング

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、下記の研究を実施した。
（１）スロッシング防止策の開発
洋上で天然ガスを生産するための設備であるFLNGでは、LNGの生産時にかならず部分積み状態が発生するため、LNG格納タンク内のスロッシング発生が懸念されている。本研究では、複数タンク間で貨液を移動することにより船体運動と貨液運動の同調を避けるオペレーション方法を提案しその有効性を示した。提案した方法は、安全な液位まで複数タンクにLNGを貯めた後、それらのタンクからターゲットとするタンクに一気にLNGを移送する方法であり、ターゲットタンクにおける危険な半載状態の持続時間を最小限に抑えるものである。数値シミュレーションによりスロッシング発生リスクを半減できることを示した。また、液化天然ガス運搬に用いられるLNG船において、危険なスロッシングを発生させないためには、タンク内貨液と船体運動の同調を避けることが最も重要である。本研究では、航海域の波浪特性、船体運動の特性とタンク型式によるスロッシング特性を考慮して、航海時の安全性を評価する簡易なクライテリアを検討した。今後、実海域を航行するLNG船の運航安全性評価の実用的な指標として広めていきたい。
（２）新型式タンクのスロッシング数値計算法の研究
LNG船の大型化に伴って、タンクの容積効率を改善する目的で円筒と球形を組み合わせた新型式タンク（ストレッチタンク）が提案されている。本研究では、球形およびストレッチタンクに発生するスロッシングを効率的かつ精度よく数値計算するツールを開発した。研究成果はすでにいくつかの国際学会等に論文投稿しており、広く公表する予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] デルフト工科大学(オランダ)
  • Country Name: NETHERLANDS
  • Counterpart Institution: デルフト工科大学
  • # of Other Institutions: 10
• [Int'l Joint Research] サンパウロ大学(ブラジル)
  • Country Name: BRAZIL
  • Counterpart Institution: サンパウロ大学
• [Journal Article] Sloshing Risk Reduction in Membrane Tanks of FLNG by Interchanging Liquid Cargo between Tanks (2016)
  • Author(s): Arai, M., Matsuo, M.
  • Journal Title: International Journal of Offshore and Polar Engineering Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A numerical study on the effects of the perforated swash bulkheads on sloshing behaviors of liquid cargo tanks (2016)
  • Author(s): Cheng, L. Y., Bellezi, C. A., Amaro, R. A., Arai, M., Okada, T.
  • Journal Title: 26th International Offshore and Polar Engineering Conference Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sloshing and swirling behavior of liquid in a spherical LNG tanks (2016)
  • Author(s): Arai, M., Cheng, L.Y., Wang, X., Okamoto, N., Hata, R., Karuka, G.
  • Journal Title: Practical Design of Ships and Other Floating Structures Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Study on the Sloshing Risk Reduction in Membrane-type LNG Tanks by Interchanging Liquid Cargo between Tanks (2015)
  • Author(s): Arai, M., Matsuo, M.
  • Journal Title: 25th International Offshore and Polar Engineering Conference Volume: 1 Pages: 898-904
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Natural Gas Storage and Transportation (2015)
  • Author(s): Huijsmans, R.H.M., Arai, M., Feirreira, M.D., Ha, M.K., Lindgren, M., Rahman, T., Schreier, S., Sharma, P., Valle, O., Tao, L., Zakky, A., Zhan, Z.
  • Journal Title: 19th International Ship and Offshore Structures Congress Volume: 2 Pages: 591-618
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hydrodynamic Performance of Perforated Breakwater (2015)
  • Author(s): Cheng, L.Y., Amaro, R. A., Arai, M. and Nishimoto, K.
  • Journal Title: 29th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures Volume: 1 Pages: 190-197
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Sloshing and swirling inside a spherical tank (2015)
  • Author(s): Hata, R., Arai, M., and Furth, M.
  • Journal Title: 29th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures Volume: 1 Pages: 346-350
  • Peer Reviewed
• [Remarks] 海洋構造物の安全と環境保全研究ユニット
  • URL: http://ias.ynu.ac.jp/research/arai.html