| 研究課題/領域番号 |
17H03491
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
船舶海洋工学
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
勝井 辰博 神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (80343416)
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| 研究分担者 |
井上 朝哉 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球深部探査センター, 主任技術研究員 (10359127)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 海底科学掘削 / ドリルパイプ / Stick-Slip / マグナス効果 / 中立型遅延微分方程式 / 絶対接点座標法 / 実海域データ / 線状構造物 / 大変形 / 大規模変形 / 数値シミュレーション / 大深度掘削 / 数値解析 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、実海域での海底科学掘削用ドリルパイプの動的挙動を推定する手法を開発することを目的としたものである。ドリルパイプの捩じり振動に起因するドリルビット部の大規模回転変動を表すStick-Slip現象とマグナス効果の影響で海流中で回転するドリルパイプに大規模な曲げ変形が発生する現象に着目し、Stick-Slipについては捩じり振動方程式に基づいて導かれた中立型遅延微分方程式の数値解法を用い、マグナス効果を考慮したドリルパイプの曲げ変形については、FEMの一種である絶対接点座標法を用いて求めた。得られた結果と実機の計測結果を比較したところ妥当な精度で一致が見られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
長大管の捩じり振動の問題は海底掘削のみならず、陸上での掘削においても問題となる現象である。この問題の数値解法における難点は掘削面での境界条件が不定となるため、従来法での求解がでいないことにある。本研究では計測可能な上端回転トルク、船体動揺データなどから合理的に掘削面での境界条件を定めて数値解を求め、計測結果と妥当な一致をみている。NDDEを解くこの手法では初期履歴条件を設定する必要があるが、安定的な数値解を得るための初期履歴の与え方についても考察を行っている。また、マグナス効果による大規模曲げ変形についても実機スケールで推定可能な手法を示しており、海底科学掘削の効率的運用に資する。
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