非線形波浪荷重計算法の船体設計への応用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 63850095
• 研究種目: 試験研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 船舶抵抗・運動性能・計画
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤野 正隆 東京大学, 工学部, 教授 (10010787)
• 研究分担者: 土岐 直二 三菱重工業, 長崎研究所, 主務 ; 小瀬 邦治 広島大学, 工学部, 教授 (40034409) ; 仲渡 道夫 広島大学, 工学部, 教授 (20034324) ; 江口 純弘 東京大学, 工学部, 助手 (00013201) ; 深沢 塔一 東京大学, 工学部, 助教授 (80143171)
• 研究期間 (年度): 1988 – 1989
• 研究課題ステータス: 完了 (1989年度)
• 配分額: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円); 1989年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 1988年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
• キーワード: 非線形波浪荷重計算法 / 船体構造設計 / 設計波 / 非線形波浪荷重 / 船体設計

研究概要

本研究では船体構造設計における波浪荷重推定法について、より精度の高い、信頼性工学に基づく設計法を開発するという立場から、波浪外力-船体応答系の非線形性や波浪荷重の同時性を考慮し、また海域、航路の違いを反映できる手法を確立することを目的として、その検討を行った。
初年度は非線形性を考慮した船体応答計算法について考察を行った。斜め波中の応答ではSWAY,YAWの運動モ-ドに復原力が存在しないため計算に数値的ドリフトが現れ、計算不能となる場合が生ずるが、本研究では計算のアルゴリズムにフィルタ機能を取り入れ、このドリフトを取り除き、船体構造設計に用いることのできる非線形応答計算手法を確立した。
次年度はまず、タンカ-、コンテナ船については非線形計算を行い、また幅広浅喫水船については分割模型による規則波中曳航試験と非線形計算の比較を行い、波浪荷重の非線形性の特徴を整理した。次に、これらの非線形計算法を船体構造設計に応用する方法として、ある波スペクトル中での応答計算には決定論的手法を用い、この波スペクトル中での応答値の発現確率をその海象の発現確率より求めるという方法を示した。この方法は、ある波浪スペクトルにおける「設計波」を定め、その波スペクトルで代表される海域・海象ごとに決定論的に最大応答値を求め、これに波浪統計デ-タより求まるその海域・海象の発現確率分布を対応させることによって最大応答値の海域別確率分布を求める、というものである。このように、各海象ごとの最大応答値の発現頻度が求められるので、船の使用目的や航路などによってそれぞれ具体的な海域を定め、そこでの海象の発現確率を与えれば、海域・航路を考慮した最大応答値の発現頻度を求めることができることになる。