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Influence of the nonlinearities in waves, ship-motions, and ship-structure-responses on the expected maximum load on the ship's life

波浪、船舶运动和船舶结构响应的非线性对船舶寿命预期最大载荷的影响

基本信息

批准号：
21H01538
负责人：
宝谷英貴
金额：
$ 11.23万
依托单位：
The University of Tokyo
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-21H01538/
关键词：
最大荷重弾性模型 HOSM FORM 非線形最大応答スペクトル形状変調不安定

项目摘要

【数値計算】非線形時間発達（変調不安定）を考慮した波浪中の船体運動・縦曲げモーメント応答計算NMRIW-II-HOSMの開発の中で、高次スペクトル法（HOSM）の出力を元に計算された波浪内部の圧力場に高周波振動が現れるという問題が見られた。その原因が、内部圧力場計算過程で適切なanti-aliasingフィルタが適用されていなかった点にあることを突き止め、その点を改良した。改良したNMRIW-II-HOSMを用い、10,000を超える出会い波の中での不規則波中の船体応答シミュレーションを実施し、波の非線形時間発達が、船体縦曲げ応答の統計に及ぼす影響を調べた。【実験】長さ2 mのコンテナ船一体型弾性模型を製作し、東京大学の船型試験水槽において、波浪中曳航試験を行った。波として、規則波、変調不安定波、Most probable wave episode（下記、HOSM+FORMで推定された与えられた波スペクトルの中で指定したクレスト高さを有する尤もらしい形状の波）を発生した。【最大荷重推定】HOSMとFORM（First order reliability method）を組み合わせ、船体応答の任意の極限値を引き起こす尤もらしい形状の波（MPWE; most probable wave episode）を推定する手法の開発を行った。2021年度には、クレスト高さをターゲットとしたMPWEの推定を行ったが、2022年度には、船体縦曲げモーメント（VBM）の応答関数を考慮することで、任意のVBM値を引き起こすMPWEの推定手法を開発した。さらに、減衰力の非線形性を考慮した横揺れの1自由度の運動方程式も組み合わせ、横揺れをターゲットとしたMPWEの推定手法の開発も実施した。

[Calculation of numerical values] Non-linear time arrival (tuning instability) takes into account the hull motion in waves. The calculation of NMRIW-II-HOSM development in the middle and higher order. The calculation of the output element of HOSM takes into account the internal pressure field of waves and the occurrence of high frequency vibration. The calculation process of internal pressure field is suitable for anti-aliasing. The improved NMRIW-II-HOSM is used in the middle, 10,000-degree and irregular waves in the middle of the wave, and the ship's hull response is implemented, the nonlinear time of the wave is reached, and the statistical and statistical effects of the ship's hull response are adjusted. [edit] 2 m long ship integrated model production, Tokyo University ship test tank, wave drag test Wave, regular wave, modulated unstable wave, Most probable wave episode (note below, HOSM+FORM) is generated. [Maximum load estimation] HOSM and FORM (First order reliability method) are used to estimate the maximum load. In 2021, the estimation method of MPWE is proposed, and in 2022, the estimation method of MPWE is proposed. In addition, the non-linearity of the attenuation force is considered, and the equation of motion of the transverse plane with one degree of freedom is combined.