| 研究課題/領域番号 |
01460167
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
加藤 洋治 東京大学, 工学部, 教授 (00010695)
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| 研究分担者 |
小村 隆士 東京大学, 工学部, 助手 (10010894)
山口 一 東京大学, 工学部, 助教授 (20166622)
宮田 秀明 東京大学, 工学部, 助教授 (70111474)
梶谷 尚 東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
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| キーワード | 砕氷船 / 模形氷 / 氷海 / 砕氷現象 / 剛体バネモデル |
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| 研究概要 |
本年度の研究成果は以下の通りである。
1.二次元特異点分布による流体力計算、剛体バネモデル、オイラ-梁理論による氷梁の構造計算を連立させて計算を行ない、梁の下の流体力が氷梁の破断長さだけでなく、破断力そのものにも影響することを示した。船速が大きくなり氷梁下の水圧が高まると、浮力が高まったのと同じ効果があり、氷の破断長さが短くなる。このことは、実船や模型船による観測と定性的に一致する。また、船速の増加により氷梁下の水圧が増すと、船体はそれに打ち勝って氷を下方に曲げ破壊しなければならないため、氷の破壊そのものに要する力も増加する。その力は、船速の2乗にほぼ比例する。
2.船舶技術研究所の氷海船舶試験水槽を借用して、模型氷板の曲げ特性試験法について調査した。実施した試験と測定項目は、片持ち梁曲げ試験による曲げ強度とヤング率測定、3点曲げ梁試験による曲げ強度とヤング率測定、Plate Deflection試験によるヤング率測定である。その結果、片持ち梁曲げ試験と3点曲げ梁試験はほぼ同じ曲げ強度を与え、3点曲げ梁試験とPlate Deflection試験はほぼ同じヤング率を与えるが、これまで一般に行なわれていた片持ち梁曲げ試験では他のものより数倍から1桁小さなヤング率を得てしまうことがわかった。
3.上記片持ち梁曲げ試験の問題点を明らかにするため、剛体バネモデルによる氷板付片持ち梁の曲げ計算を行なった。その結果、片持ち梁曲げ試験で異常に低いヤング率が計測されることの主原因が、梁を切り出した氷板の変形であることが明らかになった。しかし、計算で補正したヤング率もまだ数割程度低い。これには、梁根元部の局部破壊が影響しているものと思われる。
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