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2022 年度 実績報告書

自動運航影響を考慮した波浪中における船舶転覆リスクの推定法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H02360
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, 教授 (20314370)

研究分担者 松田 秋彦  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(神栖), 主幹研究員 (10344334)
牧 敦生  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50556496)
酒井 政宏  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (30845334)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードparametric rolling / pure loss of stability / water on deck / broaching / short-crested waves / automatic steering / stochastic model
研究実績の概要

実海域相似の短波頂不規則波の主方向に対して斜めの角度をもって自動運航するコンテナ船の模型実験を行い、パラメトリック横揺れの発生確率を求めた。一方、時間領域の5自由度数値シミュレーションモデルを構築し、それによる計算で実験による確率と良い一致を得た。さらに、横波状態で短波頂波では大きなパラメトリック横揺れが生じる一方、長波頂波では生じない理由も明らかにした。また、リアルタイムで危険を避ける操船を行うための簡易計算法も求めた。短波頂不規則追波中を自動運航するカーフェリーについて、その大角度横揺れの発生確率を操縦運動と復原力低下を考慮した数値シミュレーションで計算し、模型実験とよく一致することを確認した。そしてその結果をリアルタイムで推定する簡易計算法も提案、検証した。短波頂不規則斜め追波中の漁船の自動操縦模型実験を甲板滞留水の挙動計測も含めて水研機構の角水槽で実施する一方、甲板滞留水影響を反映した斜め追波中を自動操船する漁船の転覆シミュレーションモデルも構築した。また、甲板滞留水影響を考慮した自動運航沖合補給船の簡易復原性評価法についても検討した。また、確率微分方程式によって理論推定したパラメトリック横揺れの発生確率を計算し、簡易推定法に対して安全側の推定となることを確認した。さらに、ブローチングによる自動運航船の大傾斜発生確率推定のクリティカルウエーブ法に初期条件の影響を考慮するための理論を展開し、直接シミュレーションによってその結果を検証した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] Hamburg University of Technology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Hamburg University of Technology
  • [雑誌論文] Probabilistic estimation of the large heel due to broaching associated with surf-riding for a ship in short-crested irregular waves and its experimental validation2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Matsubara, Naoya Umeda, Akihiko Matsuda
    • 雑誌名

      Ocean Engineering

      巻: 269 ページ: 113540

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2022.113540

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of acceleration probability density function for parametric rolling using PLIM2023

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Yuuki、Maki Atsuo、Dostal Leo、Umeda Naoya
    • 雑誌名

      Ocean Engineering

      巻: 280 ページ: 114561

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2023.114561

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An investigation into false-negative cases for low-freeboard ships in the vulnerability criteria of dead ship stability2022

    • 著者名/発表者名
      Satoko Munakata, Kosuke Takagaki, Naoya Umeda, Hiroaki Koike, Masahiro Sakai, Atsuo Maki, Kohei Manabe, Akihiko Matsuda
    • 雑誌名

      Ocean Engineering

      巻: 266 ページ: 113130

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2022.113130

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of linear filter and moment equation for parametric rolling in irregular longitudinal waves2022

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Yuuki、Maki Atsuo、Dostal Leo、Umeda Naoya
    • 雑誌名

      Journal of Marine Science and Technology

      巻: 27 ページ: 1252~1267

    • DOI

      10.1007/s00773-022-00903-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stochastic Assessment Using Moment Equation Method for Parametric Rolling of Ships in Random Seaways2022

    • 著者名/発表者名
      Maruyama, Y, Maki, A, Dostal, L, Umeda, N
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Ship Stability Workshop

      巻: 1 ページ: 161-166

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measures for avoiding self-repetition effect in the direct stability assessment2022

    • 著者名/発表者名
      Maruyama, Y, Umeda, N, Maki, A
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Ship Stability Workshop

      巻: 1 ページ: 177-183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methodology for assessing fundamental parametric roll other than the principal parametric roll2022

    • 著者名/発表者名
      Uchida, Y, Sakai, M, Umeda, N
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Ship Stability Workshop

      巻: 1 ページ: 185-193

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PROBABILISTIC ASSESSMENT ON THE EFFECTIVENESS OF MOMENTARY STATE-FEEDBACK CONTROL FOR BROACHING-TO PREVENTION IN REAL-TIME2022

    • 著者名/発表者名
      Sreenath Maniyappan, Naoya Umeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th Worls Maritime Technology Conference

      巻: 1 ページ: 181-189

    • 査読あり
  • [学会発表] Direct Assessment of Large Heel Occurrence Probability for a RoPax Ship in Short-Crested Irregular Waves2023

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Souichiro, Umeda Naoya, Masamoto Shinya, Matsuda Akihiko
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会 第24回 推進・運動性能研究会
  • [学会発表] Probabilistic Aspect of Initial State Effect on Broaching Danger2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita Hirochika, Umeda Naoya
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会 第24回 推進・運動性能研究会
  • [学会発表] 不規則波形信号の繰り返し防止に ついて2022

    • 著者名/発表者名
      丸山湧生,梅田直哉
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会 第23回 推進・運動性能研究会
  • [学会発表] 不規則波中におけるパラメトリック横揺れ発生条件の推定法2022

    • 著者名/発表者名
      牧敦生、丸山涌生
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
  • [学会発表] Some Remarks on Simplified Operational Guidance for Parametric Rolling2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Umeda, Masahiro Sakai, Hirokazu Okamoto
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
  • [学会発表] An Averaging Method for Estimating Parametric Roll in Regular Longitudinal Waves by Uncoupled Roll Model with Restoring Variation due to Vertical Motions2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sakai, Naoya Umeda, Atsuo Maki
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会

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公開日: 2023-12-25  

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