Sophistication of performance model for ship navigation in ice assuming transpolar sea route

假设跨极海路线的冰中船舶导航性能模型的复杂性

• 批准号: 21H01553
• 负责人: 金野 祥久
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: Kogakuin 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-21H01553/
• 关键词: 氷海工学; 耐氷船; 流体力; 氷荷重; 数値流体力学

本研究では北極海航行において船舶は開水面もある浮氷群中を航行すると想定し、この場合に氷片に作用する流体力の減衰モデルを構築しその精度を検証することを目的とする。令和4年度は3年度に導入した検力計および改造した計測系を用い、東京大学生産技術研究所の小型曳航水槽にて氷片群曳引実験を実施した。高精度な検力計を導入したことにより計測精度が改善された。過去に行った実験の傾向は再現され、これまでの実験の妥当性が示された。また令和3年度に引き続き、複数氷片が水面にある場合の数値解析を実施し、下流側氷片に作用する流体力を求めた。解析には汎用熱流体解析ソフトウェアSTAR-CCM+を用い、自由表面表現にはVOF法を用いた。令和3年度に観察された、複数氷片が並んでいる場合の傾向は水槽試験と逆の傾向を示すことを再確認した。乱流モデルなど解析方法や解析格子の改善、氷片を越流する流れの抑制などの改善を試みたが傾向は変わらなかった。数値計算上で氷片の面取りを行ったところ、完全には一致しないものの実験と近い傾向が得られたため、氷片形状や配置を実験に近づけることで解析結果が改善される可能性が示唆された。これ以降の探求は令和5年度以降の課題として残されている。なお研究成果の一部を日本船舶海洋工学会春季講演会、秋季講演会および北方圏国際シンポジウム、International Symposium on Arctic Research（ISAR-7）にて報告したほか、42nd International Conference on Ocean, Offshore & Arctic Engineeringでも報告する予定である。

In this study, the navigation in the North Sea, the ship in the open water, the navigation in the floating group, the navigation, the determination, the combination, the fluid force, the fluid force, the accuracy, the accuracy, the accuracy In the year of 2004, the department of engineering and technical research of the Institute of Technology of Beijing University and the small towed flume of the Institute of Technology of Beijing University have been put into practice. The accuracy of high-precision mechanical force calculation is improved. In the past, we will tell you that we will see you again and that you will show us the appropriateness. In the third year, there is an analysis of the number of water surface, and fluid force in three years. Fluid analysis, STAR-CCM+ analysis, free surface representation, VOF method. Ling and 3 years to check the number of copies of the film and make sure that the sink is in the opposite direction and that it will be confirmed again. The analytical method of turbulent flow is to improve the lattice, to improve the cross-flow, to suppress the flow, to improve the flow, and to analyze the grid. According to the calculation, it is necessary to analyze the results of the analysis of the results of the calculation, the results show that the possibility of improvement is significant. In order to lower the order of exploration and for the fifth year, we will be able to reduce the number of disabled people. The results of the research, the Spring and Autumn concerts of the Japan Shipbuilding Marine Engineering Association, International Symposium on Arctic Research (ISAR-7) reports, 42nd International Conference on Ocean, Offshore & Arctic Engineering reports, forecasts and forecasts.

项目成果

Investigation of Hydrodynamic Forces Acting on an Ice Piece Downstream of Floating Ice Pieces

作用于浮冰下游冰块的水动力研究

• 发表时间: 2023
• 作者: R. Hayashi;A. Konno;Z. Jinxin;D. Kitazawa
• 通讯作者: D. Kitazawa

浮氷群下流の氷片に作用する流体力の数値解析による調査および実験との比較

浮冰团下游冰碎片流体力的数值分析研究及与实验的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 林諒汰;金野祥久
• 通讯作者: 金野祥久

A comparative study on the experimental hydrodynamic force of an ice piece in model-scale brash ices

模型尺度碎冰中冰块实验水动力对比研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Ryota Hayashi;Akihisa Konno;Jinxin Zhou;Qiao Li;Shuchuang Dong and Daisuke Kitazawa
• 通讯作者: Shuchuang Dong and Daisuke Kitazawa