| 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)
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 |
交付 (2022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 / 船体表面圧力成分 / 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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| 研究実績の概要 |
本研究では，①池田の方法（ビルジキール成分）の改良，②横揺れの非線形性を考慮した横揺れ振幅角の短期予測法の確立を行う．
今年度は，①で前年度の実施したビルジキール成分（2成分）のなかのビルジキール直圧力成分について，その水面下船体アスペクトレシオの影響，横揺れ軸高さの影響，自由表面影響を考慮するための修正式を完成し国内外の学会（日本船舶海洋工学会春季講演会，船舶の復原性にかかわる国際ワークショップISSW, 国際試験水槽会議の波浪中復原性委員会）でこれら成果を発表した。また，ビルジキール直圧力成分推定法の改良は，ビルジキール成分のなかのもう一方の成分である船体表面圧力成分の推定結果にも影響を与えるので，その影響を数値計算結果と比較することで評価した結果，その影響は横揺れ減衰力の推定という観点からはおおむね妥当であるが，前後ビルジキールの前方及び後方の船体表面圧力分布形状の妥当性という観点からは同推定法開発当時の実験結果ならびにそれに基づくモデル化とは若干異なることが明らかとなった。さらに，船体表面圧力成分に対しても直接的に自由表面影響を考慮することで推定精度を向上させる必要があることがわかった。なお，これら成果については国内の学会（日本船舶海洋工学会秋季講演会）で報告した。②については，不規則横波中の横揺れ計測実験結果との比較において差があることについて，不規則波中の横揺れ波浪強制力計測実験を実施し解析を進めている．
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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
「①池田の方法（ビルジキール成分）の改良」では，初年度および２年度に「1-1)自由表面影響の詳細の検討」「1-2)修正法の構築」を実施する計画であった．昨年度および今年度で両項目を実施し，ビルジキール成分の中のビルジキール直圧力成分の修正を完了し，船体表面圧力成分については残すところ自由表面影響の定式化のみとなっており，順調に進んでいる．
「②横揺れの非線形性を考慮した横揺れ振幅角の短期予測法の確立」については，当初２年度および３年度の実施であったので，今年度も引き続き波浪強制力の計測実験を実施し，非正規確率密度関数をもちいた横揺れ振幅角の短期予測法を完成させる。
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| 今後の研究の推進方策 |
「①池田の方法（ビルジキール成分）の改良」では，ビルジキール直圧力成分の修正が終了し，船体表面圧力成分の修正も数値計算によってその流体力学的メカニズムが明らかとなってきた。本年度は船体表面圧力成分修正の定式化を終了し，池田の方法の改良法の完成を目指す．
「②横揺れの非線形性を考慮した横揺れ振幅角の短期予測法の確立」では，水槽試験結果の解析を進め「2-1)不規則波中波浪強制力の詳細」を検討するとともに連成粘性影響について調査し，これら影響を考慮した横揺れのシミュレーションを実施し実験結果を比較する．効果がある場合は，この影響を考慮した横揺れ運動方程式を提案し，この方程式を出発点として新しい非正規確率密度関数を提案する。
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