| 研究課題/領域番号 |
19H02359
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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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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
鈴木 博善 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00252601)
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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, 研究プラットフォーム運用開発部門, 主任研究員 (10359127)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | ドリルパイプ / 水中挙動 / ANCF / CFD / マグナス効果 / 回転円柱 / 非定常挙動 / 潮流中挙動 / 挙動推定 / ダイナミクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
潮流中でのライザーレス掘削時には、ドリルパイプにマグナス効果による揚力が発生しドリルパイプが歪曲する。操業状態によっては抵抗の数倍以上の大きな揚力が発生する。この揚力は、潮流の時間的・空間的な変動やドリルパイプの運動により3次元的性質を有する非定常な（3次元非定常）マグナス効果による揚力となり、ドリルパイプの歪曲は空間的に時系列で変動する。この歪曲が時間的・空間的にどのように変化するか現状では不明であり、これを正確に予測する手段もない。そこで本研究では、これまで知ることができなかった潮流中でのドリルパイプの全体挙動の予測法を確立し、その方法を用いて、効率的な掘削を可能にすることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
潮流中で回転するドリルパイプの水中挙動の構築に関し，１）斜航回転円柱周り流れの可視化、流体力計測，２）ドリルパイプの運動に関する模型実験および模型スケールでのANC法による計算，３）実機スケールでのANC法による計算，４）地球深部探査船「ちきゅう」でのドリルパイプの変位計測，５）計算で得られた情報の実運用へのフィードバックの観点から研究を実施した．この結果，斜航回転円柱周り流れの性質を知ることができ，ドリルパイプの水中挙動推算方法がほぼ確立できた，
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，ドリルパイプの水中挙動推定法の確立を目指した．この結果，ある程度の精度でドリルパイプの水中挙動を予測することができるようになった．本来，操業中のライザーレス掘削では，まったく知ることのできなかったドリルパイプの水中挙動がある程度”見える”ようになったと考えられ，今後の海洋掘削の安全化，効率化に寄与できると考えられる．さらに，ドリルパイプの変形量が推定できるようになることは，ドリルビットに付加される掘削荷重（WOB）の予測にも用いることができると考えられるため，海洋掘削に対する貢献ひいては我が国の海洋開発に対する意義は大きいものと考える．
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