| 研究課題/領域番号 |
19K15219
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 |
辰巳 晃 大阪大学, 工学研究科, 助教 (60736487)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 流力弾塑性 / 縦曲げ崩壊 / 崩壊後挙動 / FE/Smith法 / 弾性相似模型 / リスク評価 / 動的崩壊応答 / 弾性相似模型船 / 静水中応答 / 波浪中動的崩壊応答 / 水槽試験 / 動的崩壊挙動 / 船体構造 / 縦曲げ最終強度 / スミス法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
波浪中の船体には縦曲げモーメントが作用する。縦曲げモーメント（荷重）が縦曲げ最終強度（強度）を超過した場合、船体は折損する。しかし、波浪中において船体がどのような応答を伴って崩壊に至るかは未解明である。その応答をシミュレートするためには、崩壊後の構造と流体の連成を考慮した、船体の流力弾塑性解析が必要である。詳細な流力弾塑性解析は数値流体力学（CFD）や有限要素法（FEM）により原理的には可能であるが、計算には膨大なコストが必要である。そこで，本研究課題では上記の詳細解析に加え、船体の基本設計段階で使用可能な流体構造連成影響を考慮した実用的船体動的崩壊解析法の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
極限海象中において波浪荷重が船体の縦曲げ最終強度を超過した場合，船体は縦曲げ崩壊に至る．縦曲げ崩壊のリスク評価を行うためには，作用荷重が強度を超過した場合の崩壊後の挙動・応答を考慮できる流力弾塑性解析法が必要である．本研究では，スミス法と梁有限要素法およびストリップ法を組み合わせることで，波浪中における船体の動的逐次崩壊挙動を解析できる実用的な手法を開発した．模型船を用いた水槽試験および詳細シミュレーションとの比較を通じて提案法の妥当性を検証した．そして，提案法を実船に適用し，波浪中動的逐次崩壊挙動に関する重要な知見を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スミス法に従って船体断面の逐次崩壊を考慮しつつ，波浪中における船体全体の動的崩壊応答を解析できる流力弾塑性手法を開発した点で新規性が高い．また，提案手法は汎用のPCであっても数分程度で波浪中の動的逐次崩壊の解析を行うことができ，実用性も高いと考える．提案手法は，作用荷重が船体の縦曲げ最終強度を超過した場合のリスク評価を行うにあたって，非常に有用な解析ツールとなるであろう．
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