| 研究課題/領域番号 |
20K14966
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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 |
河村 昂軌 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, 主任研究員 (80757724)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | 損傷時復原性 / 浸水シミュレーション / 粒子法 / GPGPU / 有限体積法 / 傷時復原性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
損傷浸水事故発生時における客船の安全帰港シミュレーション手法を開発する。多数の乗客を有する旅客船は損傷事故時においても自力航行にて安全に帰港することが求められる。しかしながら様々な損傷事故シナリオ、海象を考慮した客船の操縦・波浪中運動シミュレーション手法はまだ確立されていない。本研究においては浸水、船内滞留水、波浪などによる流体力を二つの数値計算手法によって求め、カップリングを行うことで損傷時における船舶の運動予測を可能とし、安全帰港時における損傷と安全性の関係を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
損傷浸水事故発生時における客船の安全帰港シミュレーション手法の開発に向けて以下の検討を行った。
・粒子法と有限体積法の連携計算手法の開発
損傷船の生存率を評価するために、部分的に水が充填されたタンクを持つ浮体の運動をシミュレーションする連携計算手法を開発した。本手法は、粒子法の一つであるMPS法とRANSを用いた有限体積法をP2Pのファイル交換により連携し、各離散化手法の利点を保持するものである。ファイル交換による情報交換は浮体の運動情報とタンク内の流体による流体力を交換した。また、それぞれの計算手法が要求する計算資源に応じ、異なる場所に設置された計算機上でそれぞれの数値計算を実行し、SSH通信とジョブ投入システムにより連携を行った。部分的に水が充填されたタンク内流体の挙動、浮体のスウェイ、ヒーブ、ロール運動を解析することで、コードの基本的な妥当性を確認した。計算結果は、動揺とロール運動の応答（RAO）が、様々な波長の規則波で測定された模型試験結果と良い一致を示した。さらに、浮体とそのタンクに作用する流体力を解析し、部分的に水が充填されたタンク内の流体が浮体の運動に及ぼす影響を明らかにした。
・流場情報の交換手法の構築に向けた検討
有限体積法と粒子法では離散化手法が異なるため、流場情報の交換を行う際にはそれぞれの流場情報から交換先の流場情報に合わせた変換、補完が必要である。構造格子を基にした流場データを粒子法上の流場情報に補完するプログラムの開発を実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ファイル交換式の連携計算手法を開発し、査読付き国際会議への投稿を実施したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は，当初の研究期間を延長し，最終目標となる損傷浸水事故発生時における客船の安全帰港シミュレーションの開発に向けて連携計算手法を拡張し、流場情報の交換による連携計算法の開発を行う。
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