極低温液体貨物を貯蔵する浮体式海洋構造物の安全性評価法の開発

• 研究課題/領域番号: 24360354
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 荒井 誠 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00232025)
• 研究分担者: 村井 基彦 横浜国立大学, 環境情報研究院, 准教授 (60292893) ; 西 佳樹 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (70470052)
• 研究協力者: Cheng Liang Yee サンパウロ大学(ブラジル), 工学部, 助教授
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: 計画 / 設計 / 生産システム / 液化天然ガス / FLNG / LNG船 / スロッシング / 洋上生産

研究成果の概要

化石燃料の中でも相対的にクリーンな液化天然ガス（LNG)の需要が増加している。現状では船舶用LNG格納タンクとしてメンブレン方式と球形タンク方式が使用されているが、近年のタンク容量の増大による半載航海への要望の高まりや、FLNGなど半載を前提としたシステムの出現により、貨液半載時に生ずる危険なスロッシングが懸念されている。本研究では、半載状態でのLNG格納タンクにおけるスロッシング挙動予測法の研究を進めた。また、液体運動と船体運動の連成効果を評価するツールを開発し、模型実験および数値計算によりその有効性を確認した。さらにスロッシングを防止するための装置やオペレーション法について検討を行った。

研究成果

• [国際共同研究] デルフト工科大学(オランダ)
• [国際共同研究] サンパウロ大学(ブラジル)
• [雑誌論文] Sloshing Risk Reduction in Membrane Tanks of FLNG by Interchanging Liquid Cargo between Tanks (2016)
  • 著者名/発表者名: Arai, M., Matsuo, M.
  • 雑誌名: International Journal of Offshore and Polar Engineering 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] A numerical study on the effects of the perforated swash bulkheads on sloshing behaviors of liquid cargo tanks (2016)
  • 著者名/発表者名: Cheng, L. Y., Bellezi, C. A., Amaro, R. A., Arai, M., Okada, T.
  • 雑誌名: 26th International Offshore and Polar Engineering Conference 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sloshing and swirling behavior of liquid in a spherical LNG tanks (2016)
  • 著者名/発表者名: Arai, M., Cheng, L.Y., Wang, X., Okamoto, N., Hata, R., Karuka, G.
  • 雑誌名: Practical Design of Ships and Other Floating Structures 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Study on the Sloshing Risk Reduction in Membrane-type LNG Tanks by Interchanging Liquid Cargo between Tanks (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, M., Matsuo, M.
  • 雑誌名: 25th International Offshore and Polar Engineering Conference 巻: 1 ページ: 898-904
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural Gas Storage and Transportation (2015)
  • 著者名/発表者名: Huijsmans, R.H.M., Arai, M., Feirreira, M.D., Ha, M.K., Lindgren, M., Rahman, T., Schreier, S., Sharma, P., Valle, O., Tao, L., Zakky, A., Zhan, Z.
  • 雑誌名: 19th International Ship and Offshore Structures Congress 巻: 2 ページ: 591-618
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hydrodynamic Performance of Perforated Breakwater (2015)
  • 著者名/発表者名: Cheng, L.Y., Amaro, R. A., Arai, M. and Nishimoto, K.
  • 雑誌名: 29th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures 巻: 1 ページ: 190-197
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sloshing and swirling inside a spherical tank (2015)
  • 著者名/発表者名: Hata, R., Arai, M., and Furth, M.
  • 雑誌名: 29th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures 巻: 1 ページ: 346-350
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Numerical Study on Coupled Sloshing and Ship Motions of a LNG Carrier in Regular and Irregular Waves (2015)
  • 著者名/発表者名: Wang, X., Arai, M.
  • 雑誌名: Journal of Engineering for the Maritime Environment 巻: 229(1) 号: 1 ページ: 3-13
  • DOI: 10.1177/1475090213493771
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic Response of Internal Structures in LNG Tanks Caused by Sloshing (2014)
  • 著者名/発表者名: Karuka, G, Arai, M., Masuda, T.
  • 雑誌名: 28th Asia Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures 巻: 1 ページ: 293-300
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study of the Reduction of Sloshing Risk in Membrane-type LNG Tanks Due to Interchanging Liquid Cargo between Tanks (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, M, Arai, M.
  • 雑誌名: 28th Asia Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures 巻: 1 ページ: 260-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大型洋上LNG貯蔵設備のスロッシング軽減法の研究（分配操作法の提案） (2014)
  • 著者名/発表者名: 松尾優、荒井誠
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 巻: 19 ページ: 589-591
  • NAID: 40020458252
• [雑誌論文] メンブレン方式FLNGのスロッシング防止に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木良介、荒井誠、岸本直彦、安藤孝弘
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 巻: 16 ページ: 195-198
• [雑誌論文] Proposal of Distribution Control Method to Minimize Sloshing Risk in Membrane-type LNG Tanks of FLNGs (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuo, M., Arai, M.
  • 雑誌名: The 27th Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures 巻: 1 ページ: 149-155
• [雑誌論文] Experimental and numerical study of an ant-sloshing floating device for membrane-type LNG tanks (2013)
  • 著者名/発表者名: Arai, M., Suzuki, R., Ando, T., Kishimoto, N.
  • 雑誌名: 15th Congress of International Maritime Assoc. of Mediterranean 巻: 1 ページ: 171-181
  • 査読あり
• [雑誌論文] 浮体を用いた LNG タンクのスロッシング防止に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒井誠、鈴木良介、岸本直彦、安藤孝弘
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 16 ページ: 185-193
  • NAID: 10031178907
  • 査読あり
• [雑誌論文] 浮体を用いたLNGタンクのスロッシング防止に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒井誠、鈴木良介、岸本直彦、安藤孝弘
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 巻: 16(印刷中)
  • NAID: 10031178907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of an anti-sloshing floating device for membrane-type LNG tanks (2012)
  • 著者名/発表者名: Arai, M., Suzuki, R., Ohta, Y. and Wang
  • 雑誌名: Proceedings oflMDC 2012 巻: 2 ページ: 554-565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural Gas Storage and Transportation (2012)
  • 著者名/発表者名: Arai, M, et al.
  • 雑誌名: Proceedings oflSSC 2012 巻: 2 ページ: 67-112
• [備考] 海洋構造物の安全と環境保全研究ユニット
  • URL: http://ias.ynu.ac.jp/research/arai.html
• [産業財産権] スロッシング防止装置及びスロッシング防止方法 (2012)
  • 発明者名: 荒井誠
  • 権利者名: 横浜国立大学
  • 出願年月日: 2012-04-21
  • 外国