スラミングによるハルガーダ動的構造応答並びに船体折損メカニズムの解明に関する研究

砰击引起的船体梁动力结构响应研究及船体破损机理阐明

基本信息

批准号：
21K04523
负责人：
山田安平
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、解析手法の適用・高度化に注力した。ICFD手法をスラミング解析や波浪中船体応答解析等に適用し、流体構造連成を考慮した様々な数値計算が本手法にて推定可能であることが確認できてきた。これまでに得られた主な知見は以下のとおり。（１）数値水槽（約1000m×1000m）及び8000TEUのコンテナ船の全船モデル（弾塑性体）を用いて、規則波・不規則波中の船体動揺シミュレーションを実施し、安定かつ現実的な時間で解析可能であり、かつ、流体構造連成により縦曲げ応力も推定可能であることを確認すると共に、波高・波長・波向きを変えたシリーズ計算を実施した。また、外板に衝突等による穴を作成して解析を実施し、航行中の浸水計算についても考慮可能であることを確認した。（２）8000TEUのコンテナ船の船首バウフレア部縮尺模型及び大型落下水槽を用いて、落下実験を実施した。縮尺模型については、3Dプリンタを用いて製作すると共に、無線式加速度計を用いてスラミング衝撃前後の加速度を計測し、水面に突入する様子を複数台の高速度カメラで計測し、バウフレア部のスラミング衝撃現象の高精度撮影に成功した。（３）実コンテナ船のバウフレア部船首部構造に関して，ICFD手法によるスラミング解析を実施し，従前より広く用いられてきたALE手法と同等の結果をより短時間で得られることを確認した。

今年，我们重点关注分析方法的应用和改进。 ICFD方法已应用于撞击分析、波浪中的船体响应分析等，并且已证实可以使用该方法来估计考虑流-固相互作用的各种数值计算。迄今为止获得的主要发现如下。（1）利用数值水舱（约1000m x 1000m）和8000TEU集装箱船的全船模型（弹塑性体），对船舶在规则波和不规则波中的振荡进行了模拟，实现了船舶在规则波和不规则波中的稳定振荡。现实时间除了确认垂直弯曲应力可以通过流固耦合来估计之外，我们还进行了一系列不同波高、波长和波向的计算。此外，我们还通过因碰撞等原因在外板上打孔进行了分析，并确认可以考虑航行时的浸水计算。 (2)利用8000TEU集装箱船艏外扩部分的缩比模型和大型跌落舱进行跌落实验。该比例模型使用3D打印机制造，并使用无线加速度计测量猛击撞击前后的加速度，并使用多个高速相机测量坠入水中的撞击成功的高精度摄影。现象。 (3)我们利用ICFD方法对实际集装箱船的船首喇叭形剖面结构进行了砰击分析，并证实可以在更短的时间内获得与广泛使用的ALE方法相当的结果。