| 研究課題/領域番号 |
19K15226
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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 | 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 |
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)
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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: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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 | 両方向連成解析 / LNG船 / スロッシング / スワリング / 粒子法 / 3次元パネル法 / 数値計算 / 船体運動 / 連成解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タンク内非線形スロッシング・スワリングが、波浪中6自由度船体運動に与える影響を数値シミュレーションと模型試験によって明らかにすることを本研究の目的とする。本研究では近年研究開発された時間領域3次元パネル法と粒子法との連成手法を用いて、非線形スロッシング・スワリングと波浪中6自由度船体運動の連成現象を解明する。波浪中船体運動をパネル法で、タンク内流体挙動を粒子法でそれぞれ解析して、両者を連成させる両方向連成解析プログラムを開発する。開発したプログラムは、液体タンクを搭載するLNG船模型による水槽試験で検証する。
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| 研究成果の概要 |
粒子法に基づくタンク内流体解析モデルを改良した。スロッシング模型実験データによって改良した数値モデルの予測精度を検証した。さらに、波浪中粒子法モデルと3次元パネル法モデルを用いたタンク内流体力と船体運動との連成解析を行う両方向連成Hybridモデルを開発した。スロッシング荷重とスワリング荷重が船体運動に及ぼす非線形影響を検討した。LNG船模型実験データを用いて、Hybrid数値解析と線形3次元パネル数値解析の予測精度を検証した。Hybrid数値解析と線形3次元パネル数値解析の特徴性を検討し、Hybrid数値解析結果に基づき、スロッシング減衰を与えることにより、線形数値モデルを改良した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
LNGの安定供給と輸送効率向上のニーズに応えるためには、LNG船及びタンクの大型化を図る必要がある。本研究の研究成果に基づき、波浪中LNG船に関するタンク内流体応答と船体運動の相互作用を解析する事が可能であり、LNG船の運航安全性の評価に資する。予測精度が高いHybrid数値モデルと計算効率が高い線形モデルの構築により、最悪短期海象でのLNG船の安全性評価及び長期予測最大荷重の設定に活用できる。本研究で開発した数値モデルはFPSOと呼ばれる生産・貯藏・積出し用の施設を対象とした解析にも結び付く。粒子法によるスロッシングの解析は、陸上石油貯蔵タンク等汎用タンク内流体解析にも有効活用できる。
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