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2018 年度 実績報告書

地球環境規制と復原性基準を両立させるための船舶性能評価法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H02327
研究機関大阪大学

研究代表者

梅田 直哉  大阪大学, 工学研究科, 教授 (20314370)

研究分担者 牧 敦生  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50556496)
橋本 博公  神戸大学, 海洋底探査センター, 准教授 (30397731)
松田 秋彦  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産工学研究所, グループ長 (10344334)
寺田 大介  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80435453)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード海上安全 / 低炭素社会 / 機関出力 / 第2世代非損傷時復原性基準 / 最低出力ガイドライン / パラメトリック横揺れ / エネルギー効率設計指標
研究実績の概要

転覆を防ぐための復原性基準と温室効果ガス排出規制の一環としての最低出力ガイドラインを同時に検討するため、性能評価法の統一的扱いを実現すべく今年度は以下の研究を実施した。
斜め向波中の操縦性能については、風、波のもとでの船体、舵、プロペラ、主機、ターボチャージャーの作動状況を推定する方法に、波浪によるプロペラ、舵の瞬時の空中露出影響を加え、バルクキャリアーを対象にその影響を定量化した。その方法により、荒天下で追波から向波に変針するシナリオと荒天下で港から風波に向かって保針操船で脱出するシナリオという事故対応状態での航行限界海象を求めた。荒天による船速低下が問題とならない斜め追波中の操船限界については、事故を起こしたカーフェリーについての拘束模型実験を実施し、横転事故原因が定説である復原力喪失現象でなく船首揺れと横揺れの連成効果であることを明らかにし、その危険の定量的評価法を示した。さらに、斜め追波中の操縦不能現象についてそのリスクのレベルについて直接的なモンテカルロ数値シミュレーションで試算を行うとともに、それを踏まえて簡易推定法を提案した。またその危険を回避する操船法を最適制御理論を適用して見出した。沖合での避航に相当する横波中の運動については、パラメトリック横揺れの評価法を、デッドシップ状態用復原性基準と共存できる形での数値計算法として示し、新たに実施したクルーズ客船の模型実験でその検証を行った。加えて、不規則横波中の横揺れ確率の評価法を提案するとともに、分岐現象の発生条件の推定法にも知見を得た。
以上により、全方位を対象として、限定された機関出力下での航行限界推定法を示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Iowa(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Iowa
  • [国際共同研究] Duke University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Duke University
  • [雑誌論文] Effect of above-waterline hull shape on broaching-induced roll in irregular stern-quartering waves2018

    • 著者名/発表者名
      Thet Zaw Htet, Naoya Umeda, Akihiko Matsuda, Daisuke Terada
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Technology

      巻: 24 ページ: 166-173

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00773-018-0544-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the loss of stability of periodic oscillations and its relevance to ship capsize2018

    • 著者名/発表者名
      Maki, A., Virgin, L.N., Umeda, N., Ueta, T., Miino, Y., Sakai, M., Kawakami, H.
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Technology

      巻: first online ページ: 1-9

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00773-018-0591-x

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimating a non-Gaussian probability density of the rolling motion in irregular beam seas2018

    • 著者名/発表者名
      Maki, A., Sakai, M., Umeda, N.
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Technology

      巻: first online ページ: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00773-018-0606-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water-on-Deck Effects on Roll Motions of an Offshore Supply Vessel in Regular Stern Quartering Waves2018

    • 著者名/発表者名
      Su Sandy Htun, Naoya Umeda, Masahiro Sakai, Akihiko Matsuda, Daisuke Terada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 148-156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CFD Prediction of Wave-Induced Forces on Ships Running in Irregular Stern Quartering Seas2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotada Hashimoto, Shota Yoneda, Tomoyuki Omura, Naoya Umeda, Akihiko Matsuda, Frederick Stern, Yusuke Tahara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 99-108

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Estimation of Natural Roll Frequency Using Onboard Data Based Bayesian Modeling Procedure2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Terada, Hirotada Hashimoto, Akihiko Matsuda, Naoya Umeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 517-523

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Encounter Frequency Effect on the Simplified Design Criteria Against Parametric Roll2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sakai, Naoya Umeda, Atsuo Maki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 252-260

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Gaussian PDF of ship roll motion in irregular beam sea and wind conditions -Comparison between theory and experiment-2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Maki, Naoya Umeda, Akihiko Matsuda, Hiroki Yoshizumi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on the Stability of Ships and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 541-553

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum Propulsion Power Prediction of a Ship under Adverse Weather Conditions with Dynamics of Diesel Engine and Turbocharger Taken into Account2018

    • 著者名/発表者名
      Myo Zin Aung, Naoya Umeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th International Maritime Conference on Design for Safety

      巻: 1 ページ: 115-124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Capsize of a torpedo boat in following waves in 1930`2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuo Maki, Naoya Umeda, Haruka Nagato, Akihiko Matsuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Stability and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 25-26

  • [雑誌論文] Improvement of Broaching Prediction Method by System Identification Using CFD2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Mizumoto, Motoki Araki, Frederick Stern, Hirotada Hashimoto, Naoya Umeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on the Stability of Ships and Ocean Vehicles

      巻: 1 ページ: 92-98

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Model Experiment of Extreme Roll Motions of an Ocean Research Vessel in Irregular Astern Seas2019

    • 著者名/発表者名
      Yuito Ikenaga, Kazuma Matsubara, Naoya Umeda, and Akihiko Matsuda
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodymics
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Simulation on Capsize of a Torpedo Boat in Following Waves in 19342019

    • 著者名/発表者名
      Haruka Nagato, Naoya Umeda, Atsuo Maki, and Akihiko Matsuda
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodymics
    • 国際学会
  • [学会発表] 不規則横波中における非ガウス型確率密度関数の近似的推定手法に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      牧 敦生、酒井 政宏、梅田 直哉
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
  • [学会発表] 横揺れ運動に生じる対称性の破れと各種分岐現象に関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      牧 敦生、Virgin, L.N.、梅田 直哉、上田 哲史、美井野 優、酒井 政宏、川上 博
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
  • [学会発表] 進化計算手法を用いた最適制御によるブローチング現象の研究2018

    • 著者名/発表者名
      牧 敦生, 伴野祐生, 梅田 直哉, 阪本 直気, 秋本 洋平
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会

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公開日: 2019-12-27  

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