2015 Fiscal Year Annual Research Report
ランキンパネル法の高度化による実海域船舶耐航性能計算システムの構築と実用化
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25249127
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
柏木 正 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00161026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 英嗣 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60223393)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 船舶耐航性能 / ランキンパネル法 / 波浪中抵抗増加 / 船体表面圧力 / 流体構造連成解析 / 弱非線形計算法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．船舶耐航性評価に必要な多項目同時計測水槽実験： これまでに製作したバルク船型を使い，向い波中ならびに追波中での船体運動，抵抗増加の計測と同時に，広範囲にわたる船体表面上での圧力の計測を重点的に行った。圧力計は従来型の歪ゲージ式圧力計と，船体表面に貼り付ける開発中の光ファイバー（Fiber Bragg Grating）センサーの両方を使い，精度・安定性などを確かめる実験を大阪大学・広島大学の共同で行った。対応する数値計算を細長船理論(EUT)，ランキンパネル法によって行い，追波中での計測結果も理論計算値と比較的良く一致していることを確認した。
２．ランキンパネル法による船舶耐航性能計算プログラムの開発・改良： 昨年度に引き続き，ランキンパネル法による計算プログラムの改良・開発を行った。前進速度・動揺周波数が低い場合，外側の計算境界面から波の反射が起こり，妥当な計算結果が得られない問題を解決するために，解析的な放射条件を数値的に実現させる手法について種々検討した。また，船体から離れた場所で徐々に波を減衰させる仮想摩擦係数の導入と従来のパネルシフト法を組み合わせた手法も検討し，殆ど問題なく全ての周波数・前進速度に対して計算できることを確認した。
３．流体・構造連成解析法に関する研究： ランキンパネル法を用いた数値計算手法を更に信頼性あるものにするために，今年度は時間領域グリーン関数法を用いた計算プログラムを前進速度が有る場合に拡張させた。高次境界要素法を使うと水面に非常に近いパネル上での積分を行うことになるが，その際に計算精度が悪くなり，結果的に発散することを確認するとともに，その改良計算法について検討した。またランキンパネル法を用いた時間領域での弱非線形計算法については，波振幅を変化させた水槽実験を行うとともに，船体運動，抵抗増加に対する非線形影響について考察した。
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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
追波中での水槽実験によって船体運動・抵抗増加，船体表面での圧力の計測など，多項目同時計測の水槽実験は予定通り行われた。また，ランキンパネル法による数値計算法も，全ての周波数・前進速度に対しても妥当な結果が得られるようになり，追波中での実験結果とも良好な一致をみることができた。ただ，水槽実験に対応する時間領域での弱非線形数値計算が上手く行かず，それを次年度の課題として残した。
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| Strategy for Future Research Activity |
時間領域弱非線形計算法をより信頼性の高いものにし，波浪荷重に対する非線形影響の考察，運動だけでなく，その基になっている流体力レベルでの非線形影響についてより詳細に調べる。また，船体表面での圧力分布が計測できるように，新たに開発している光ファイバー（Fiber Bragg Grating）センサーを大量に使った水槽実験を行う。さらに高次境界要素法による時間領域グリーン関数法の計算プログラムも信頼性高いものにできるよう，解析的な検討を行う。
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Research Products
(9 results)
