信頼性評価を適用した新しい船体構造設計手法の研究

应用可靠性评价的船体结构设计新方法研究

基本信息

批准号：
11750793
负责人：
箕浦宗彦
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

波浪中を航海する船舶の船体応答の統計量、例えば、上下加速度の標準偏差や平均船速は、海象や操船等により時々刻々変化する。その統計量の時間変化を簡単な確率微分方程式で数学的にモデル化し、それを解くことで理論的に船体応答の統計量の確率分布を求めた。モデル化は、(1)船体応答の統計量は海象により上下するが常にある値に収斂しようとする、(2)ブラウン運動を行う正規分布で表される確率的な外乱が存在する、と仮定して行った。季節影響や嵐影響などは(2)の確率的な外乱に含まれる。したがって、定期航路だけではなくWorld-Wideの航路に対してもこのモデルは適用できる。このモデルから得られる確率分布は、ある条件では統計量の分布として従来用いられてきたレーリー分布となる。実測された船体応答の統計量の時系列から求められたモデルのパラメータを用いて表される確率密度関数と、実測された船体応答の統計量の正規化された頻度分布を比較すると、概ね良い一致が見られ、モデルの妥当性が示された。また、このようにモデル化することで、少ないデータ量でもデータが(1)(2)の特徴を有していれば安定した評価ができることがわかった。このことは、1年間程度の航海分のデータを用いて、20年間の船体応答の極値分布の長期予測が精度良く行えることを示している。また、モデルのパラメータは、概ね航路と船種に依存するので、実測された船体応答の統計量を用いてパラメータをデータベース化すれば、船舶設計への利用が可能となる。

统计船舶在波浪中航行时的船体响应，如垂直加速度和平均船速的标准差，由于海况、船舶操纵等因素而时刻变化。使用简单的随机微分方程对统计数据的时间变化进行数学建模，并通过求解方程，从理论上确定了船舶响应统计数据的概率分布。建模假设（1）船体响应的统计数据根据海况而波动，但总是试图收敛到某个值，（2）存在由呈现布朗运动的正态分布表示的随机扰动。我去了。季节效应和风暴效应包含在（2）中的随机扰动中。因此，该模型不仅可以应用于常规航线，还可以应用于全球航线。在一定条件下，从该模型获得的概率分布成为瑞利分布，传统上将其用作统计分布。将实测船体响应统计值的时间序列得到的模型参数表示的概率密度函数与实测船体响应统计值的归一化频率分布进行比较，结果总体上吻合较好。，证明了模型的有效性。另外，通过这样的建模可知，只要数据具有(1)、(2)的特征，即使数据量少，也能够进行稳定的评价。这表明，利用大约一年的航行数据，可以高精度地对船舶在 20 年时间内响应的极值分布进行长期预测。此外，由于模型参数通常取决于船舶的航线和类型，如果使用实际测量的船舶响应的统计数据将参数编译到数据库中，则可以将它们用于船舶设计。