Extreme Value Prediction Method of Combined Load Response in a Ship Using KL Expansion Based Wave Representation and Reduced Order Model
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19K04865
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
Takami Tomoki 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50586683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 訓英 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, グループ長 (10462871)
安藤 孝弘 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30425756)
馬 沖 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30773197)
飯島 一博 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50302758)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 極値予測 / KL展開 / 一次信頼性理論 / 低次元モデル / 流力弾性応答 / 極値予測法 / 船体応答 / PSWF / FORM / 縦曲げモーメント / 構造信頼性理論 / 船体複合荷重 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では船体の縦曲げ荷重、局部曲げ荷重及び流力弾性応答を考慮した複合荷重下の構造応答を対象として、高次数値計算結果の低計算コストでの取得を可能とする低次元モデル（ ROM）を第一に構築する。さらに、従来不規則波の表現に用いられている正弦波の線形重ね合わせ方式に代わってKL展開に基づく表現法を採用する。KL展開に基づく不規則波表現により、1次近似信頼性手法（FORM）に要する確率変数の数が低減でき、さらにROMの活用により応答の確率分布を求めるための計算時間を大幅に削減できる。開発した極値予測法は縮尺模型を用いた水槽試験により推定精度の検証を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
During the entire research period, 1. The establishment and demonstration of an extreme value prediction method using wave representation with KL expansion and FORM, while utilising a reduced-order model of the vertical bending moment of a ship.2. Application of the extreme value prediction method using KL wave representation FORM to the estimation of extreme values of the non-linear rolling of a ship.3. Reduced-order modelling of the vertical bending moment considering both springing and whipping, together with validation of the extreme value prediction. are conducted.
Above-mentioned achievements allowed the proposal of reliable reduced-order modelling of the hydroelastic effects from both whipping and springing, efficient extreme value evaluation of the hydrodynamic elastic responses by means of KL expansion. Versatility of the present method was further demonstrated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでの諸研究により船舶の波浪中応答を計算する手法はCFDやFEMを活用することにより研究、提案されてきたが、これらの手法は膨大な計算時間を要するため船舶の設計段階における使用が困難であることが問題視されてきた。本研究による成果は船の設計段階において想定される極大応答を高速かつロバストに予測する新しい手法を提供しており、より安全性の確保された設計が可能となることが期待できる。
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Report
(5 results)
Research Products
(4 results)
