損傷浸水事故時における旅客船の安全帰港シミュレーション手法の構築

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K14966
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分24020:船舶海洋工学関連
• 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: 河村 昂軌 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 主任研究員 (80757724)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 損傷時復原性 / 浸水シミュレーション / 粒子法 / GPGPU / 有限体積法

研究成果の概要

損傷浸水事故発生時における客船の安全帰港シミュレーション手法の開発に向けて以下の検討を行った。
・粒子法の計算コードに2次元スライスグリッドによる領域分割手法と計算時間ベースの動的負荷分散手法を導入し、64台のGPUを用いて50％程度の並列効率を保つことを達成した。・損傷船の生存率を評価するために、部分的に水が充填されたタンクを持つ浮体の運動をシミュレーションする連携計算手法を開発した。本手法は、粒子法の一つであるMPS法とRANSを用いた有限体積法をP2Pのファイル交換により連携し、各離散化手法の利点を保持するものである。

自由記述の分野

船舶海洋工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

多数の乗客を有する客船は、浸水事故発生時においても一定レベルに被害を抑え、安全に帰港することが求められる。様々な事故シナリオにおける安全対策を検討する際に、船体の運動性能や操縦性能が必要となるが、数値シミュレーションによる検討は有力であると考えられる。本研究ではこれに資する計算手法として、部分的に水が充填されたタンクを持つ浮体の運動をシミュレーションする連携計算手法を開発した。本手法の学術的意義として、現実的な計算時間に抑えつつ、各離散化手法の利点を保持するところにある。