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流体構造連成を考慮した船首スラミングと船体動的構造応答の連成影響解明に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04593
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分24020:船舶海洋工学関連
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

山田 安平  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 (90443241)

研究分担者 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)
小森山 祐輔  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 (90805110)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード流体構造連成 / スラミング / 船体最終強度 / whipping / 水面衝撃 / 数値水槽 / 動的応答 / 非線形解析 / 強連成 / 共振現象 / コンテナ船 / バウフレア / ホイッピング / ICFD / 最終強度 / 動的影響 / 歪速度依存性 / 船首スラミング / 動的構造応答
研究成果の概要

本研究では、船首スラミングとハルガーダ動的構造応答の連成影響解明を目的として、流体・構造連成を考慮した実用的3次元非線形解析手法の開発・検証を実施した。防撓板のスラミング衝撃解析に係る国際ベンチマーク解析等を実施し解析手法の有用性及び適用限界を検証した。また、whippingによるコンテナ船の折損解析において、荷重周期が構造応答に与える影響を系統的に明らかにした。当該論文が2018年の国際学会において、Best Paper Awardを受賞した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンテナ船の折損解析において、荷重周期やモデル化範囲等が動的構造応答に与える影響を明らかにした。流体・構造連成影響を考慮した最先端の実用的3次元非線形解析手法を用いて、解析手法の有効性・妥当性を検証した。数値水槽と全船モデルに、本解析手法を適用することにより、流体構造連成・材料非線形性等の実現象を考慮した規則波中の船体動的構造応答解析の現実的な計算時間内での再現可能性を検証した。本手法を用いることで、船舶の実現象に即した波浪中構造応答シミュレーショが可能となることを示した。今後、デジタル・ツインを含め、様々な現象解明にこのような手法が有効であることの第一ステップを築いたと考えている。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Chalmers University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Seoul University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chalmers University/Prof.Ringsberg(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Inha University/Prof. Choung(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Benchmark study on the slamming response of flat-stiffened plates considering Fluid-structure interaction2021

    • 著者名/発表者名
      Dac Dung Truong, Beom-Seon Jang, Carl-Erik Janson, Jonas W. Ringsberg, Yasuhira Yamada, Kouta Takamoto, Yasumi Kawamura , Han-Baek Ju
    • 雑誌名

      Marine Structures

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] NUMERICAL STUDY ON THE SLAMMING IMPACT OF STIFFENED FLAT PANEL USING ICFD METHOD - EFFECT OF STRUCTURAL RIGIDITY ON THE SLAMMING IMPACT2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhira Yamada, Kota Takamoto, Toru Nakanishi, Ma Chong, Yusuke, Komoriyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Collapse Mechanism of Global Hull Girder of Container Ships Subjected to Hogging Moment2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Yasuhira
    • 雑誌名

      Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering

      巻: 141 号: 5 ページ: 051605-051605

    • DOI

      10.1115/1.4042267

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] NUMERICAL STUDY ON THE SLAMMING IMPACT OF STIFFENED FLAT PANEL USING ICFD METHOD - EFFECT OF STRUCTURAL RIGIDITY ON THE SLAMMING IMPACT2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhira Yamada
    • 学会等名
      ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NUMERICAL STUDY ON THE SLAMMING IMPACT OF STIFFENED FLAT PANEL USING ICFD METHOD - EFFECT OF STRUCTURAL RIGIDITY ON THE SLAMMING IMPACT2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhira Yamada
    • 学会等名
      ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering OMAE2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to Simulate Dynamic Elasto-plastic Whipping Response of Global Hull Girder of a Large Container Ship due to Slamming Load2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhira Yamada
    • 学会等名
      the Twenty-ninth (2019) International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approach to Simulate Dynamic Elasto-plastic Whipping Response of Global Hull Girder of a Large Container Ship due to Slamming Load2019

    • 著者名/発表者名
      山田 安平
    • 学会等名
      The Twenty-ninth (2019) International Ocean and Polar Engineering Conference Honolulu, Hawaii, USA,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] STUDY ON THE DYNAMIC ULTIMATE STRENGTH OF GLOBAL HULL GIRDER OF CONTAINER SHIPS SUBJECTED TO HOGGING MOMENT2018

    • 著者名/発表者名
      山田 安平
    • 学会等名
      ASME 2018 37th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the Residual Ultimate Longitudinal Strength of Hull Girder of a Bulk Carrier against a Sagging Moment after ship collision2018

    • 著者名/発表者名
      山田 安平
    • 学会等名
      The 1st International Symposium On Marine Structures (ISOMS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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