Development of a Safe Return to Port Simulation Method for Damaged Passenger Ships

受损客船安全返港模拟方法的开发

基本信息

批准号：
20K14966
负责人：
河村昂軌
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 Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。・粒子法と有限体積法の連携計算手法の開発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。ファイル交換による情報交換は浮体の運動情報とタンク内の流体による流体力を交換した。また、それぞれの計算手法が要求する計算資源に応じ、異なる場所に設置された計算機上でそれぞれの数値計算を実行し、SSH通信とジョブ投入システムにより連携を行った。部分的に水が充填されたタンク内流体の挙動、浮体のスウェイ、ヒーブ、ロール運動を解析することで、コードの基本的な妥当性を確認した。計算結果は、動揺とロール運動の応答（RAO）が、様々な波長の規則波で測定された模型試験結果と良い一致を示した。さらに、浮体とそのタンクに作用する流体力を解析し、部分的に水が充填されたタンク内の流体が浮体の運動に及ぼす影響を明らかにした。・流場情報の交換手法の構築に向けた検討有限体積法と粒子法では離散化手法が異なるため、流場情報の交換を行う際にはそれぞれの流場情報から交換先の流場情報に合わせた変換、補完が必要である。構造格子を基にした流場データを粒子法上の流場情報に補完するプログラムの開発を実施した。

进行了以下考虑，以准备开发在发生损坏洪水事故的情况下安全返回客船的方法。 - 开发粒子方法和有限体积方法之间的协作计算方法，以评估受损血管的存活率，我们开发了一种协作计算方法，该方法模拟了用部分填充的储罐的浮体运动。此方法将MPS方法（一种粒子方法之一）与使用RANS的有限体积方法结合在一起，通过交换P2P文件，并保留每种离散方法的优势。通过文件交换来交换信息，交换了浮动体的运动信息以及储罐中流体引起的流体力。此外，根据每种计算方法所需的计算资源，在安装在不同位置的计算机上执行了每个数值计算，并链接了SSH通信和工作提交系统。通过分析部分填充的储罐中的流体行为以及浮动体的摇摆，滚动和滚动运动，证实了代码的基本有效性。计算结果表明，与定期波长的搅拌和滚动运动响应（RAO）的定期波（RAO）测量的模型测试结果良好一致。此外，分析了作用在浮体及其水箱上的液体，并阐明了部分填充水箱中流体对浮动体运动的影响。 - 构建用于交换流场信息的方法的检查，因为离散方法在有限体积方法和粒子方法之间有所不同，当交换流场信息时，需要根据要交换的流场信息来交换流场信息，转换和完成每个流场信息。我们已经开发了一个程序，以基于结构晶格的流场数据以及粒子方法下的流场信息进行补充。