| 研究概要 |
有限要素法により二重殻構造タンクに生じる熱と応力の解析を行った.最初に熱分布を求めるがアスファルトタンク内の温度を180度に固定し,海水に接する船体側面の温度は20度に拘束した.また,空気に接触する船側外板の温度は25度にした.アスファルトタンク内は180度と非常に高温であるが,この温度は船体にはあまり伝わらず,急速に温度が減少することが数値計算により確認できた.得られた温度分布を熱荷重として,応力解析を行った.その結果,アスファル卜タンク近傍のコーナー部では応力集中が発生していることが判明した.
アスファルトは高温な液体状態に保たれて運搬されるが,熱源が設置される位置によっては,十分に温度を保つ事ができなく,凝固してしまう危険性も存在する.そこで、相変化や自然対流を考慮したアスファルトの熱伝導解析を行った.相変化時に発生する凝固熱や、融解熱の影響を考慮するために微小な相変化温度増分の概念を導入した.この相変化温度増分を有する領域を相変化領域と設定することにより,凝固熱や融解熱の影響を簡単に有限要素法に付加することができた.また,高い精度を有して,相変化を有する自然対流問題を解析することができた.
上記のアスファルトタンク内の熱移動問題の数値解析により,熱源の位置や容量とアスファルトの温度分布の関係を把握することが可能になった.これにより,1箇所に大きな熱源を置くよりも,小さな容量の熱源を複数個設置する方が効率が良いことが判明した.
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