| 研究概要 |
タンカーの衝突・座礁による油流出事故は頻繁に起こっており,それに伴う環境海洋汚染は大きな社会問題となっている.さらに近年,新材料・新構造を持った船舶の開発による高速化に伴い,衝突・座礁の危険性が増し,高速船に対応した新たな衝突・座礁に対する構造強度評価が求められている.
船舶に限らず,一般の構造物に対する構造強度評価には簡易法か有限要素法(FEM)が用いられる.しかしながら,簡易法ではある特定の構造物にしか対応できず,近年の設計・製造のサイクルの速さには対応できない.また,有限要素法では船体の衝突・座礁による構造物の破損解析には十分対応できない.本研究では,現在提案されている有限要素法を基礎にした非線形解析手法を改良することによって,上記の解析手法の問題点を解決し衝突・座礁による破損解析に対応した解析手法を確立し,船舶の安全性評価に適用を目指す.
船体の衝突や座礁の解析を行う際に問題になるのは,構造物の大変形や破れまでの解析を如何に行うかである.FEMを用いると,大変形時および亀裂発生時のリメッシュの問題や解析時間の増大,解析精度の悪化など多くの問題が発生する.本研究では,このような非線形解析に有限要素法を基礎とした有限被覆法(FCM)と剛体運動を基礎とした個別要素法(DEM)の応用を考えている.FCMに関してはすでに,2次元解析による亀裂の進展から崩壊までを模擬できる不連続体解析が可能なシミュレーションコードを開発しており,船体と氷板との衝突解析への適当を試みその妥当性を示した.そして,DEMに関しては,各要素の接触面にSphere Treeの考え方を導入することによって,各要素の接触状態に応じた接触力の評価が可能な解析コードを開発した.これにより,DEMによる亀裂進展時の応力評価や衝突時の衝撃力の,より厳密な解析が可能となった.
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