実船モニタリングに基づく船体構造損傷防止のための操船判断支援に関する研究

基于实船监测的防止船体结构损伤的船舶操纵决策支持研究

• 批准号: 21H01544
• 负责人: 岡田 哲男
• 金额: $ 4.66万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01544/
• 关键词: コンテナ船; ホイッピング; モニタリング; 操船支援

本研究は大型コンテナ船の設計条件や運航・海象等がホイッピングや波浪荷重・船体構造応答に及ぼす影響を定量的に評価し，効果的な設計・操船に資することを目的としている。ホイッピングに関しては，昨年度の研究で8,600 TEUコンテナ船の実船計測で得られた時系列応力データを用いて，船体節振動による縦曲げ応力の振幅・位相の変化量から衝撃起振振幅を逆算し，その大きさからホイッピングを検出する新しい手法を確立した。この方法では，ホイッピングは衝撃起振による新たな過渡減衰振動の発生であるとの原点に立ち戻り，振動波形の振幅や位相の変化から衝撃起振力を逆算する点に特徴がある。また、その手法を従来の手法と比較し，本手法により大きい衝撃起振の発生を検出できること，その結果，単に弾性振動が大きいというだけではなく，既存振動の振幅や位相が衝撃荷重により変化する場合も検出できることを示した。さらに短期海象中のホイッピング強度を指標として海象・操船状態との関係を調べ，有義波高，波周期，船速，相対波向等との関係を調べた。今年度はこれらの成果を整理し，日本船舶海洋工学会講演会にて発表した。さらに本年度は，船上で刻々計測されるモニタリングデータから船がまさに遭遇している海象における方向波スペクトルを推定し，その波浪パラメータの確率分布を時系列でベイズ更新していく手法を開発した。これらは，損傷確率評価，減速・変針等の操船判断に伴う将来の応答変化予測などを含む総合的な船上での操船判断支援のための基礎技術として期待される。

这项研究旨在定量评估大型容器船对鞭打，波载和船体结构响应的设计条件，操作，海洋和其他方面的影响，并有助于有效的设计和操纵。关于鞭打，我们已经建立了一种新方法，通过计算船体振动的幅度和垂直弯曲应力的幅度和相位，该方法是从船体振动引起的幅度和相位，该幅度和相位是使用船体振动引起的，该时间序列应使用从上一年的研究中从8,600 TEU容器的实际船舶测量中获得的时间序列应力数据。该方法的特征是返回原点是鞭打是由于影响振荡而产生的新瞬时阻尼振动，并从振动波形的振幅和相位变化中计算出冲击振荡力。此外，该方法已与常规方法进行了比较，并且表明可以使用此方法检测到大电击振荡的发生，并且弹性振动不仅大，而且还可以检测到现有振动的幅度和相位因撞击负载而变化时，就可以检测到它们。此外，我们使用短期海洋学图像中的鞭打强度作为指数研究了海洋与船只的机动状态，并研究了海洋与船只的机动状态之间的关系，以及波高，波浪高度，波浪频率，船舶速度和相对波动方向之间的关系。今年，这些结果得到了总结，并在日本船舶和海洋工程学会的演讲中进行了介绍。此外，今年我们开发了一种方法，该方法估计了海洋海洋的方向波谱，该海洋海洋的方向波光谱是从监视船上测量的数据中遇到的，而贝叶斯则更新了随时间的流动参数的概率分布。这些被期望是用于确定船上船舶操纵的全面支持的基本技术，包括评估损害概率和对船舶操纵的未来响应变化的预测，例如减速和针头的变化。

项目成果

大型コンテナ船の実船計測に基づくホイッピング抽出法の提案

基于大型集装箱船实测的鞭打提取方法建议

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本船舶海洋工学会講演会論文集
• 作者: Tsukamoto Ryota;Senba Atsuhiko;Ikeda Tadashige;Tamayama Masato;Arizono Hitoshi;Katori Hiroaki;横堀 慎一;古舘恵太，岡田哲男，川村恭己，早川銀河
• 通讯作者: 古舘恵太，岡田哲男，川村恭己，早川銀河