| 研究課題/領域番号 |
21K04502
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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 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021) |
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研究代表者 |
片山 徹 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20305650)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021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 | 横揺れ減衰力 / ビルジキール / 直圧力成分 / 船体表面圧力成分 / 自由表面影響 / ビルジキール成分 / ビルジキール直圧力成分 / 不規則波中横揺れ / 短期予測 / 非正規確率密度関数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
船舶の安全性にとって最も重要である横揺れを現在より精度良く推定するために必要な以下の項目を，模型試験，数値流体力学（CFD）ならびに理論的検討により達成する。
①IMOで用いられている横揺れ減衰力推定法（池田の方法）を近年の船型（商船）に適用した場合の推定精度悪化の原因を明らかにし，推定法を改良する。
②長期使用時の横揺れ最大振幅角を理にかなった方法により精度良く推定するため，現在利用されている不規則波中横揺れ運動方程式の定式化の方法を見直し，その横揺れ運動方程式を出発点として，短期不規則海象中の不規則横揺れの非正規確率密度関数を提案する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，池田の方法のビルジキール成分推定式の構成に立ち戻り，まず自由表面の影響を考慮しない場合において，推定式作成当時に考慮していなかった半幅喫水比および横揺れ回転軸の水面からの距離（下向き＋）と喫水の比がビルジキールの抗力係数および船体表面圧力分布に与える影響を調査し，その修正法を提案した．さらに，喫水が極端に浅い場合や運動振幅が大きく横揺れ回転軸が低い場合には，ビルジキール直圧力成分に自由表面の影響が表れることを指摘しその修正法を提案した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
横揺れの推定は，対象とする現象（同調横揺れ，パラメトリック横揺れ，ブローチング，短期予測）に合った運動方程式の選定とその流体力係数の精度が重要であるが，粘性の影響が大きい横揺れを精度良く推定することは難しく未解決な課題が存在する。本研究ではこれら残された問題のうち2つの課題を検討し，横揺れの推定精度を向上させた。
①現在広く用いられている池田の横揺れ減衰力推定法を近年の多様な船型に対応可能とした。②船舶の一生涯で遭遇する最大横揺れ角推定のための横揺れ振幅角の確率密度関数を，横揺れの非線形性を考慮した定係数非線形微分方程式から理論的に導出し，水槽試験結果と比較してその確率密度関数の精度を検証した。
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