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，我们专注于应用和改进分析方法。 ICFD方法已应用于波浪期间的猛烈分析和船体响应分析，并且已经确认，可以考虑使用此方法估算的流体结构耦合，考虑到各种数值计算。 The main findings we have gained so far are as follows: (1) Using a numerical tank (approx. 1000m x 1000m) and a whole vessel model (elastic-plastic body) of an 8,000TEU container ship, we conducted a hull oscillation simulation in regular and irregular waves, confirming that it can be analyzed in a stable and realistic time, and that it can also be estimated by fluid structure coupling, and a一系列具有波高，波长和方向变化的计算。此外，由于在外板中产生了碰撞引起的孔并进行了分析，并证实还可以考虑导航期间洪水的计算。（2）使用8,000个TEU集装箱船和一个大滴水箱的弓耀斑部分的比例模型进行了下降实验。比例模型是使用3D打印机制造的，并使用无线加速度计测量了施加撞击之前和之后的加速度，并使用多个高速摄像机来衡量猛击对水面的猛烈影响的运动，并成功捕获了Bauflare部分的猛烈袭击现象的高度抗击图像。（3）使用ICFD方法对真实容器船的弓结构进行了猛烈的分析，并确认可以在较短的时间内获得与啤酒方法相当的结果。