| 研究課題/領域番号 |
19K04869
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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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)
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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 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 数値流体力学 / スロッシング / 流体構造連成 / モード法 / 重合格子 / 構造応答 / 自由水 / 重合格子手法 / 移動格子手法 / 数値シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
実海域実船スケールでのタンク内自由水の複雑挙動と船体周り粘性流れ及び船体構造応答の連成計算を可能にする、時間精度を有した新しい重合格子手法に基づく数値計算手法を開発する。自由水の強非線形現象について、レベルセット法と重合格子法による主船体との強連成手法を開発し、波浪場において模型スケールから実船スケールまでのシミュレーションにより、干渉の要素抽出やスケール影響の解明に取り組む。さらにモード法による船体構造応答との連成により、大波高中での船体の大振幅運動と船体周りの粘性流れ、船体の構造変形と全体荷重及びスロッシング等による局所荷重を全て同時に推定できるシミュレーション手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
重合格子手法に基づき複数タンクと主船体を取り扱い、さらにモード法による構造応答までを連成させた、自由水の挙動から主船体の運動及び船体の構造変形と全体荷重及びスロッシング等による局所荷重を全て同時に推定できる手法を構築した。自由水の変動と主船体の運動の位相差により船体運動が変化するとともに、自由水の荷重と波浪荷重が船体運動とともに構造応答に与える影響を明らかにした。また、模型スケールと実船を想定したスケールでの計算結果の比較により、スケール影響についても確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自由水の複雑挙動から構造応答までを詳細な粘性流場と同時に得られる数値計算手法は前例がなく、開発した計算手法により、短時間で各種パラメータの影響調査、相互干渉を含めた挙動の推定が可能になった。開発した手法により自由水の流体運動から構造応答までを一体とした新たな技術開発につながることが期待される。また、高レイノルズ数流れと自由水の流体運動及び構造応答を一貫させた高速な計算手法は、船舶工学にとどまらない波及効果も見出すことができるものである。
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