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実海域における船舶の複雑挙動推定のための数値シミュレーション手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06919
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

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, 研究員 (10462871)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード数値流体力学 / モード法 / 流体構造連成 / 主機関特性 / 主機関特性モデル / 船舶工学 / 構造応答
研究成果の概要

実海域の船舶の複雑挙動を推定することを目的として、船体周りの粘性流場を計算できるCFD(Computational Fluid Dynamics)ソルバーと主機関特性モデル、船体の変形を表す構造応答モデルを連成させる数値計算手法を開発した。始めに主機関特性モデルとCFDソルバーを連成させ、実験結果との検証を行い、波浪中での燃料投入量の変動等を精度良く再現できることや、船体周りの流場との干渉について考察を加えた。次にモード法による主船体の変形と船体周り流場との干渉等を明らかにし、最後に全てのモデルを連成させ、主機関特性モデルが主船体の変形に与える影響や、波向きによる干渉影響等を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

粘性流場とともに主機関の変動を推定する手法を世界に先駆けて開発し、実験結果との検証からその有効性を確認した。さらに主船体の変形をモードにより表し、船体周りの流場に与える変形の影響や、水面へ突入する際の衝撃圧を船体変形とともに推定できる手法を構築した。さらに全ての手法やモデルを連成させ、主船体の変形に与える主機関の変動の影響有無や、波向きの変化による干渉影響について明らかにした。本手法により船舶性能、主機関応答と構造応答を一体とした新たな技術開発につながることが予想される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Numerical simulation of the free-running of a ship using the propeller model and dynamic overset grid method2018

    • 著者名/発表者名
      Kunihide Ohashi, Hiroshi Kobayashi, Takanori Hino
    • 雑誌名

      Ship Technology Research

      巻: 65(3) 号: 3 ページ: 153-162

    • DOI

      10.1080/09377255.2018.1482610

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a structured overset Navier-Stokes solver with a moving grid and full multigrid method2018

    • 著者名/発表者名
      Kunihide Ohashi, Takanori Hino, Hiroshi Kobayashi, Naoyuki Onodera, Nobuaki Sakamoto
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Technology

      巻: - 号: 3 ページ: 884-901

    • DOI

      10.1007/s00773-018-0594-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of numerical method to simulate flows around a ship at propulsion conditions in regular waves coupling with the ship propulsion plant model2018

    • 著者名/発表者名
      Kunihide Ohashi
    • 雑誌名

      Applied Ocean Research

      巻: 73 ページ: 141-148

    • DOI

      10.1016/j.apor.2018.02.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] NUMERICAL STUDY OF FLOWS AROUND A SHIP HULL INCLUDING ELASTIC DEFORMATION EFFECT USING A MODE FUNCTION2018

    • 著者名/発表者名
      Kunihide Ohashi
    • 学会等名
      6th European Conference on Computational Mechanics,7th European Conference on Computational Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Numerical Method to Simulate Flows around a Ship in Regular Waves including the Effect of Ship Propulsion plant Model2017

    • 著者名/発表者名
      Kunihide Ohashi
    • 学会等名
      The seventh International Conference on Compu-tational methods in Marine Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Simulation of Flows around Moving Bodies using an Overset Moving Grid Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Kunihide Ohashi
    • 学会等名
      20th Numerical Towing Tank Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モード法による弾性変形を考慮した波浪中船体周り流れ数値シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      大橋訓英
    • 学会等名
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 主機関特性モデルとリンクした船舶の波浪中推進状態の数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      大橋訓英
    • 学会等名
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京都 タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的重合格子による自走する船体の数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      大橋訓英
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2016
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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