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。

本研究的目的是定量评估大型集装箱船设计条件、运营、海况等对鞭打、波浪载荷和船体结构响应的影响，为有效的设计和船舶操纵做出贡献。关于鞭打，我们使用了去年研究中8,600 TEU集装箱船实船测量获得的时间序列应力数据，并根据船体节点振动引起的垂直弯曲应力的振幅和相位的变化量计算了冲击激励振幅我们建立了一种根据其大小来检测鞭打的新方法。该方法回归到鞭打是由于冲击激励而产生新的瞬态阻尼振动的基本思想，其特征是根据振动波形的幅值和相位的变化来计算冲击激振力。我们还将该方法与常规方法进行了比较，发现我们的方法可以检测到大冲击激励的发生。因此，不仅是弹性振动很大的情况，而且还可以检测到存在振动的振幅和相位。结果表明，还可以检测到由于冲击载荷而发生的变化。此外，以短期海况下的鞭打强度为指标，考察其与海况、船舶操纵条件的关系，并考察其与有效波高、波浪周期、船速、相对波向等的关系。今年，我们总结了这些成果，并在日本造船海洋工程学会的演讲会上发表了它们。此外，今年，我们开发了一种方法，通过船上时刻测量的监测数据来估计船舶当前遇到的海况的定向波谱，然后更新波浪参数随时间的概率分布。贝叶斯时尚。这些预计将成为全面支持船上船舶操纵决策的基础技术，包括损害概率评估和与船舶操纵决策相关的未来响应变化（例如减速和航向变化）的预测。

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