実海域における船舶の複雑挙動推定のための数値シミュレーション手法の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06919
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 船舶海洋工学
• 研究機関: 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
• 研究代表者: 大橋 訓英 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10462871)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 数値流体力学 / モード法 / 流体構造連成 / 主機関特性

研究成果の概要

実海域の船舶の複雑挙動を推定することを目的として、船体周りの粘性流場を計算できるCFD(Computational Fluid Dynamics)ソルバーと主機関特性モデル、船体の変形を表す構造応答モデルを連成させる数値計算手法を開発した。始めに主機関特性モデルとCFDソルバーを連成させ、実験結果との検証を行い、波浪中での燃料投入量の変動等を精度良く再現できることや、船体周りの流場との干渉について考察を加えた。次にモード法による主船体の変形と船体周り流場との干渉等を明らかにし、最後に全てのモデルを連成させ、主機関特性モデルが主船体の変形に与える影響や、波向きによる干渉影響等を明らかにした。

自由記述の分野

船舶数値流体力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

粘性流場とともに主機関の変動を推定する手法を世界に先駆けて開発し、実験結果との検証からその有効性を確認した。さらに主船体の変形をモードにより表し、船体周りの流場に与える変形の影響や、水面へ突入する際の衝撃圧を船体変形とともに推定できる手法を構築した。さらに全ての手法やモデルを連成させ、主船体の変形に与える主機関の変動の影響有無や、波向きの変化による干渉影響について明らかにした。本手法により船舶性能、主機関応答と構造応答を一体とした新たな技術開発につながることが予想される。