実海域航行性能に関する多目的ロバスト船型最適化手法を導入したSBDシステムの開発

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24360363
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: National Maritime Research Institute
• Principal Investigator: 田原 裕介 独立行政法人海上技術安全研究所, CFD研究グループ, 上席研究員 (10264805)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 寛 独立行政法人海上技術安全研究所, CFD研究グループ, 主任研究員 (20361503)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 実海域性能 / ロバスト最適化 / 船型SBD / 計算流体力学 / 非線形最適化

Research Abstract

本研究の目的は,これまでの研究で構築したCFD援用船型最適化手法の個々の要素技術を,実海域航行性能に関する多目的ロバスト船型最適化設計に適用できるレベルへ高めるとともに,従来研究で構築したSBDプロトタイプのシステム再統合による高度化を行い,我国の造船設計に適合したCADのインターフェースを拡充することによって高度SBD手法を構築し,我国の造船工学における世界的優位性を維持・発展させる基礎技術を確立することである.
本年度は初年度であり,本課題研究のPhase 1(モジュール開発・システム統合,システム初期評価フェーズ)を実施した.本年度のタスク(Task-1.X)は以下のように定義されていた:
(Task-1.1)並列計算環境の増強;(Task-1.2)多目的HTMモデル・非勾配法型・多目的ロバスト最適化理論の定義;(Task-1.3)ネットワーク分散型/クラウド計算対応AEモデルの定義;(Task-1.4)多目的HTMモデル・非勾配法型・多目的ロバスト最適化理論ならびにネットワーク分散型/クラウド計算対応AEモデルを用いた並列計算コーディング;(Task-1.5)テスト船型の選定ならびにCADを用いたパラメトリック表現化;(Task-1.6)CFD手法の整備/検証;(Task-1.7)CAD手法の整備/検証;(Task-1.8)モジュール間インターフェースの構築;(Task-1.9)システム統合-SBDシステム・プロトタイプの構築とPI所属研究機関で提案された実験式を用いたシステム・デモンストレーションと初期評価,以上9項目である.これらのタスクは基本的に全て完了し,その成果は幾つかの国内・国際の学会で発表する事ができた.

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度の所期の目標タスクは全て完了し,加えて次年度のPhase2に関する幾つかのタスクも実施できた.総合的には当初の計画以上に進展していると考える.

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り,第2年度のPhase2「単一目的関数最適化問題・SBDシステム評価フェーズ」に関するタスクを実施する.基本的な要素技術は前年度に整備されているので,本フェーズを実施する上で支箪となる問題点はない.一方,要素技術の高度化は常に実施していく予定である.本研究で開発した手法を実用的な最適化問題に応用しながら,問題点の把握とシステムチューニングを継続的に実施する.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

限定的な一部のソフト開発(研究開始後に発案,将来拡張のために有効と判断した)と経費支出のタイミングがやや年度終盤～次年度序盤の時期にずれ込んだ.その未完部分の開発は次年度の早い時期に完了できる目途がついており,繰越した経費もそのために使用する予定である.

Research Products

• [Journal Article] A basic Study on Estimation of Hydrodynamic Forces Acting on a Ship Hull under Harbour Manoeuvre by CFD (2012)
  • Author(s): Kimura, Y., Kobayashi, E., Tahara, Y., Koshimura, S.
  • Journal Title: Conference Procs. The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers Volume: 14 Pages: 71-72
• [Journal Article] CFD-Based Multiobjectjjve Stochastic Optimization of Waterjet Propelled High Speed Ships (2012)
  • Author(s): Tahara, Y., Kandasamy, M., Peri, P., Campana, E., Stern, E.
  • Journal Title: Proc. 29th Symposium on Naval Hydrodynamics, Gothenburg, Sweden Volume: 1(CD ROM)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulation Based Design with Variable Physics Modeling and Experimental Verification of a Water-Jet propelled Catamaran (2012)
  • Author(s): Peri, D., Diez, M., Kandasamy, M., Tahara, Y., Miozzi, M., Campana, EF, Stern, F.
  • Journal Title: Proc. 29th Symposium on Naval Hydrodynamics, Gothenburg, Sweden Volume: 1(CD ROM)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uncertainty Quantification of Delft Catamaran Added Resistance and Motions for Variable Regular and Irregular Head Waves and Geometry (2012)
  • Author(s): He, W., Diez, M., Peri, D., Campana, E., Tahara, Y.,
  • Journal Title: Proc. 29th Symposium on Naval Hydrodynamics, Gothenburg, Sweden Volume: 1(CD ROM)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Grid dependence of an overset grid method for flows around a ship with a rudder (2012)
  • Author(s): Umezaki, T., Kodama, Y, Tahara, Y., Ohashi, K., Kobayashi, H, Hirata, N.
  • Journal Title: Conferernce Procs. The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers Volume: 15 Pages: 235-237
• [Journal Article] Numerical simulation of a flow around a ship with a rudder using overset grid method (2012)
  • Author(s): Umezaki, T., Kodama, Y., Tahara, Y., Ohashi, K., Kobayashi, H., Hirata, N.
  • Journal Title: Proc. 26rd CFD Symposium, The Japan Society of Fluid Mechanics Volume: 1(CD ROM)
• [Journal Article] CFD-Based Multi-Objective Robust Design Optimization of a Waterjet Propelled High Speed Ship (2012)
  • Author(s): Tahara, Y.
  • Journal Title: Proc.10th Symposium on Optimization, Japan Society of Mechanical Engineers Volume: 1(CD ROM)
• [Presentation] Stochastic Variable Physics SBD for Ship Design (2013)
  • Author(s): Tahara, Y., Kobayashi, H.
  • Organizer: Internatic nal Collaboration Complementary CFD, EFD, and UA
  • Place of Presentation: Italian Ship Model Basin, Rome, Italy
  • Year and Date: 2013-03-25
• [Presentation] Stochastic Variable Physics SBD for Ship Design (2012)
  • Author(s): Tahara, Y., Kobayashi, H.
  • Organizer: ONE NICOP Optimization and Waterjet Ship Project Meeting
  • Place of Presentation: Hotel Crown Plaza Kobe, Kobe, Japan
  • Year and Date: 2012-10-30