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損傷船体の縦曲げ最終強度と波浪中安全性評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H00803
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

藤久保 昌彦  大阪大学, 工学研究科, 教授 (30156848)

研究分担者 飯島 一博  大阪大学, 工学研究科, 教授 (50302758)
辰巳 晃  大阪大学, 工学研究科, 助教 (60736487)
田中 義照  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 (40373419)
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)
橋本 博公  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30397731)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
36,660千円 (直接経費: 28,200千円、間接経費: 8,460千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2019年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
キーワード船体構造 / 縦曲げ最終強度 / 損傷後強度 / 波浪中応答 / 船体浸水 / 水槽試験 / 崩壊試験 / 損傷船体 / 波浪中安全性評価 / 流体構造連成 / 船体傾斜 / 粒子法 / 浸水
研究開始時の研究の概要

船舶が衝突・座礁した場合、漂流あるいは被曳航状態の損傷船が、折損・沈没などの大規模損傷に至るかどうか、あるいは至る場合はそれまでの時間がどうなるかを、海象条件を考慮して、即時に判断する必要がある。本研究では、漂流あるいは被曳航状態の損傷船体について数値解析および水槽試験を行い、波浪中における損傷船体の縦曲げ崩壊挙動を明らかにする。次に、船体を一本の梁に単純化して取り扱う波浪中縦曲げ崩壊挙動解析法を開発し、これと確率論的安全性評価法を組み合わせて、事故時の迅速な安全性判断を支援するシステムを構築する。

研究成果の概要

船舶が衝突や座礁により損傷した場合、折損や沈没に至るかどうか、あるいは至る場合にそれが生じるまでの時間を、海象を考慮して即時に判断する必要がある。そこで、損傷船体の縦曲げ最終強度に関する解析と模型実験、および損傷とそれによる浸水が波浪中応答に及ぼす影響に関する解析を行い、損傷影響を調べた。次に、緊急時の安全性評価に資する高速計算法として、船体を一本の梁にモデル化する波浪中崩壊挙動の時間領域解析法を開発した。これを用いて崩壊挙動を推定することにより、緊急時の安全性評価を支援するシステム構築のための基盤技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

損傷船体の横断面の縦曲げ最終強度については、これまでに多くの研究が行われているが、損傷後の船体全体の波浪中崩壊挙動を、浸水とそれによる傾斜影響まで考慮しながら時間領域で明らかにするのは初めてである。さらに船体を一次元梁モデルに単純化して取り扱うことにより、緊急時の安全性評価に有用な高速計算法の開発を目的としており、海上輸送の安全性向上に資する研究である。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Manoeuvrability of a Large Cruise Ship after Damage for Safe Return to Port2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhiro Yuura, Hirotada Hashimoto and Akihiro Matsuda
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Engineering

      巻: 8 号: 5 ページ: 378-378

    • DOI

      10.3390/jmse8050378

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 複合荷重下における船体梁の縦曲げ最終強度に関する研究 - その3 一次元有限要素法による捩り解析への横隔壁及び船側構造影響の導入 -2019

    • 著者名/発表者名
      小森山 祐輔, 田中 義照, 辰巳 晃, 藤久保 昌彦
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会論文集

      巻: 29 号: 0 ページ: 65-76

    • DOI

      10.2534/jjasnaoe.29.65

    • NAID

      130007711711

    • ISSN
      1880-3717, 1881-1760
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 圧縮と面外圧を受けるバルクキャリア単船側パネルの荷重応答と最終強度に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      白石哲平、辰巳晃、藤久保昌彦
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会論文集

      巻: 30 号: 0 ページ: 201-214

    • DOI

      10.2534/jjasnaoe.30.201

    • NAID

      130007839975

    • ISSN
      1880-3717, 1881-1760
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] MPS陽解法による船内浸水シミュレーションに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      湯浦哲大, 橋本博公
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] FBG ひずみセンサを用いた波浪中船体構造応答の計測2021

    • 著者名/発表者名
      小森山祐輔, 宝谷英貴, 沢田博史, 岡正義
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 3Dレーザースキャナによるボックスガーダ試験体の初期たわみ計測とその成分分析2021

    • 著者名/発表者名
      辰巳晃, 小森山祐輔, 田中義照, 藤久保昌彦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 流力弾塑性梁モデルを用いた船体桁の動的崩壊解析-第2 報:波浪中崩壊応答解析への拡張-2021

    • 著者名/発表者名
      司宮智洋, 辰巳晃, 飯島一博, 藤久保昌彦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 流力弾塑性梁モデルを用いた船体桁の動的崩壊解析2020

    • 著者名/発表者名
      辰巳晃、斎賀大和、Han Htoo Htoo Ko、飯島一博、藤久保昌彦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Collapse Analysis of Ship Hull Girder using Hydro-elastoplastic Beam Model2020

    • 著者名/発表者名
      HAN Htoo Htoo KO, Akira TATSUMI, Kazuhiro IIJIMA, Masahiko FUJIKUBO
    • 学会等名
      39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, OMAE 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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