| 研究課題/領域番号 |
21H01553
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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 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
金野 祥久 工学院大学, 工学部, 教授 (60322070)
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| 研究分担者 |
北澤 大輔 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30345128)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 氷海工学 / 耐氷船 / 流体力 / 氷荷重 / 数値流体力学 / 水槽試験 / 氷片群 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は近未来の北極海航行では船舶は極点航路を単独で、開水面もある浮氷群中を選択しつつ航行すると想定し、このとき氷片に作用する流体力は密接度増加に伴い減衰するが、流体力の減衰モデルを構築して申請者の数値解析手法に導入することにより、氷荷重を精度良く推定できるのではないか?との問いを立てる。これを検証するため、水槽試験と数値解析の両面から、複数の氷片が水面上に浮遊している状況で氷片に作用する流体力を評価する。これらを統合し、周囲氷片の影響による流体力減衰を考慮した流体力モデルを作成し、申請者の解析シミュレータに組み込むことにより氷海船舶のパフォーマンス・モデルを提供する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では北極海航行において船舶は開水面もある浮氷群中を航行すると想定し、このとき氷片に作用する流体力モデルを構築し精度を検証することを目的とする。密集浮体群下流氷片に作用する流体力が、水槽試験では氷の列数の増加に伴い減少するが、数値解析では増加した。数値解析結果において上流氷群の配置によって剥離領域の大きさが変わることから、差異の要因として数値解析における氷片形状や配置の再現性が剥離の再現性に影響していることが示唆された。実海域では氷群が多数存在し形状も一定しないため、剥離は本研究での解析より複雑に発生すると予想され、水槽試験における密集浮氷群下流での流体力が実現象に近いと推測される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
船舶周りの氷片運動を伴う航行において、流体力の影響は相対的に小さいため、これまで詳細に検討されておらず、たとえば船体抵抗への流体力の寄与は開水中抵抗と等しいとされることが多い。実際には周囲氷片の影響により流体力は減衰すると考えられるがどの程度減衰するかは不明である。本研究は流体力の傾向を示したこと、また数値解析における氷片形状や配置の再現性が重要であることを示したことなどに学術的意義があると考える。これにより氷海中航行における船体抵抗の推定精度を向上させる見通しを得たことは、船舶の航行性能や燃費推定に寄与する。
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