新国際基準で求められる波浪中船舶の転覆リスクの非線形力学的評価法の確立

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18360415
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 梅田 直哉 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20314370)
• 研究分担者: 橋本 博公 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30397731) ; 池田 良穂 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10117989)
• キーワード: 転覆確率 / ブローチング / パラメトリック横揺れ / デッドシップ / 非エルゴード性 / 分岐理論 / 最適制御理論 / 復原性基準

研究概要

国際海事機関IMOで復原性基準の機能要件化の対象として取り組むべきとされる3つの現象、パラメトリック横揺れ、ブローチング、デッドシップ状態での転覆について、主に不規則波中の発生確率に着目して研究を行った。
まず、パラメトリック横揺れについては、パラメトリック横揺れの解析的計算式と規則波中シミュレーションモデルの比較を行うともに、自動車運搬船の不規則波中パラメトリック横揺れの模型実験と数値シミュレーションの比較を行った。その結果、解析的計算式の限界とその非エルゴート性の問題を明らかにした。
次に、ブローチングについては、2軸2舵船の自由航走模型実験をより精度を高めて実施するとともに、不規則波中におけるブローチングによる転覆確率を複数の船舶に対して系統に実施し、所定の安全レベルを指定して分岐理論により不規則波中のブローチングに係わる復原性の簡易評価を行う手法を提案した。また、最適制御の適用により、低速時のブローチング(パラメトリック船首揺れおよびカオス)を回避できることを示した。
最後に、デッドシップ状態の転覆については、横波横風中の転覆確率の計算法の主要な仮定を数値シミュレーションと模型実験により検討し、その改良法を提案した。さらにその方法を客船、貨物船などに適用することを試み、所定の安全レベルを指定して簡易な評価法を新たに提案する手法と具体例を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical prediction of the surf-riding threshold of a ship in stern quartering waves in the light of bifureation theory (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsuo Maki, Naoya Umeda
  • 雑誌名: Journal of Marine Science and Technology Vol. 14, N0. 1(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance-Based Ship Operation (2008)
  • 著者名/発表者名: Naoya Umeda, Alberto Francescutto
  • 雑誌名: Proceedings of the 2nd International Workshop on Risk-Based Approaches in Maritime Industry ページ: 2.2.1-2.2.9
• [雑誌論文] Qualitative and Quantitative Characteristics of Parametric Ship Rolling in Random Waves in the Light of Physical Model Experiments (2008)
  • 著者名/発表者名: Gabriele Bulian, Alberto Francescutto, Naoya Umeda, Hirotada Hashimoto
  • 雑誌名: Ocean Engineering Vol. 35, Nos. 17-18 ページ: 1661-1675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards Performance-Based Criteria of Intact stability (2008)
  • 著者名/発表者名: Belenky, V., J. 0. de Kat, N. Umeda
  • 雑誌名: Marine Technology Vol. 45, No. 2 ページ: 101-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Model Experiments on Extreme Motions of a Wave-Piercing Tumblehome Vessel in Following and Quartering Waves (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Umeda, S. Yamamura, A. Matsuda, A. Maki, H. Hashimoto
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 第8号 ページ: 123-129
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最適制御理論を用いたブローチンクの研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 牧敦生, 梅田直哉, 上野誠也
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 第8号 ページ: 116-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] 追波中保針問題に対する最適制御理論の応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 牧敦生, 梅田直哉, 上野誠也
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会論文集 第7号 ページ: 207-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] 翼型付加物による船舶の転覆防止に関する研究(第2報) (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本博公, 山谷悠, 松田秋彦
  • 雑誌名: 日本船舶海洋こ学会論文集 第8号 ページ: 139-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison study on Numerical Prediction Techniques for Parametric Roll (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, N., Hashimoto, H., stern, F., Nakamura, S., Hosseini S. H., Matsuda, A., Carrica P.
  • 雑誌名: Proceedings of the 27th Symposium on Naval Hydrodynamics ページ: 201-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discussion on Analytical Approaches to the study of Vessel Dynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: L. Alford, A. Banik, V. Belenky, K. Ellermann, H. Hashimoto, A. Maki, L. McCue, M. Neves, C. Rodriguez, A. Troesch, N. Umeda, K. Weems
  • 雑誌名: Marine Technology Vol. 45, No. 4 ページ: 211-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simplified Formula for Calculat ing Metacentric Height Variation of a Ship in Longi tudinal Waves and Its Effect on Stability Assessment (2008)
  • 著者名/発表者名: Naoya Umeda, Naohiro Saito
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 Vol. 7K ページ: 63-66
• [雑誌論文] Numerical Simulat ion on Dynamic Behavior of a Trimaran Running in Following and Quartering Waves (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, N., Araki, M., Hashimoto, H.
  • 雑誌名: Proceedings of 3rd PAAMES and AMEC2008 ページ: 197-203
• [雑誌論文] Towards New Generation Intact stability Criteria (2008)
  • 著者名/発表者名: Umeda, N., Hashimoto, H., Ikeda, Y., Ogawa, Y., Kogiso, N.
  • 雑誌名: Proceedings of 3rd PAAMES and AMEC2008 ページ: 189-196
• [雑誌論文] Preventing Parametric Roll with Use of Anti-Rolling Tank for a Large Containership in Head and Following Waves (2008)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, H, Umeda, N.
  • 雑誌名: Proceedings of the 4th Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics ページ: 73-78
• [雑誌論文] 船舶の最適保針問題に与える周期的波浪外力の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 牧敦生, 梅田直哉, 上野誠也
  • 雑誌名: 第25回誘導制御シンポジウム資料 ページ: 102-109
• [雑誌論文] 追波、斜め追波中のトリマランの動的挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梅田直哉, 荒木元輝, 橋本博公
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 第6号 ページ: 233-236
• [雑誌論文] パラメトリック横揺れ防止装置としてのアンチローリングタンクの性能推定(第二報) (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本博公, 末吉誠
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 第6号 ページ: 221-224
• [雑誌論文] 翼型付加物による船舶の転覆防止に関する研究(第二報) (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本博公, 山谷悠, 松田秋彦
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 第6号 ページ: 225-228
• [雑誌論文] クンプルホーム船型の追波中復原力喪失現象 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本博公
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 第7K号 ページ: 67-70
• [雑誌論文] クンプルホーム船型の向波中パラメトリック横揺れ (2008)
  • 著者名/発表者名: 橋本博公, 梅田直哉
  • 雑誌名: 日本船舶海洋工学会講演会論文集 第7K号 ページ: 71-74