Development of health monitoring system for ship structures by inverse FEM

逆有限元法船舶结构健康监测系统开发

基本信息

  • 批准号:
    22KJ0655
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は,船体構造の健全性を評価することを目的としたデジタルツインを実現するための船体構造モニタリングシステムの開発に関する研究を実施する.2021年度に実施した(a)計測量から構造の状態量を推定するデータ同化手法である逆有限要素法の船体構造に対する適用性の検証,(b)計測・解析・可視化などのモニタリングシステムに必要な機能を統合してシステムを構築するためのシステムプラットフォームi-SASの開発,(c)i-SASを用いて構築した模型船のモニタリングシステムの水槽試験における動作検証によって得られた結果を踏まえ,2022年度は以下の事項を実施した.(1)実船を対象とするデジタルツインシステムの構築・検証(2)実験データを用いた逆有限要素法の船体構造に対する適用性検証(3)各種センサによる計測データを用いた応答推定精度の向上を目指したデータ同化手法の研究(1)では,i-SASによって実船のモニタリングシステムを実装し,鉱石運搬船に適用して動作検証を実施した.その結果,リアルタイムに計測・解析・可視化が可能であることが確認された.また一航海(数十日間)に渡る連続動作が確かめられた.(2)では,水槽試験において計測されたひずみデータの一部を用いて逆有限要素法による模型船の構造応答推定を行い,推定値と推定に使用していないセンサの計測値を比較することで,入力として与えていない箇所においても構造応答を精度よく推定可能であることが示された.(3)では,既知の変位を逆有限要素法の変形推定における境界条件として与えることで精度向上を図る方法について検討を行い,シミュレーション上において変位境界条件を与えることで,与えない場合と比較して少ないひずみデータから精度よく変位を推定できることが明らかになった.また陸上でGNSSを用いた計測試験を実施し,測定精度に関しての基礎的な検討を行った.
This study aims to evaluate the soundness of hull structure and demonstrate the applicability of the inverse finite element method to the development of hull structure in 2021.(b) Development of i-SAS by measuring, analyzing, visualizing and integrating the necessary functions for building a model ship,(c) development of i-SAS by using and building a model ship for building a model ship for tank test, and implementation of the following items in 2022. (1)(2) The applicability of inverse finite element method to ship structure;(3) The upward direction of estimation accuracy of measurement data in various types of ship structure;(1) The application of i-SAS to ship structure;(3) The application of operation simulation to ship transportation. The result is: measurement, analysis and visualization. A sea voyage (dozens of days). (2)A part of the measurement in the flume is used to estimate the structural response of the model ship. The estimated value is used to compare the measurement in the flume. (3)The boundary condition of the finite element method is determined by the inverse of the known position. The boundary condition of the finite element method is determined by the inverse of the known position. The boundary condition of the finite element method is determined by the inverse of the known position. The ground GNSS measurement system is implemented to determine the accuracy of the measurement system.

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Measurement of Deflection Distribution of Elastic Container Ship Model Using Stereo Imaging and Fiber-Optic Sensors
利用立体成像和光纤传感器测量弹性集装箱船模型的挠度分布
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naonori Nagaya;Mai Hayashi;Yuko Morokuma;Yui Suzuki;Shun Takahashi;Mizuki Tanigawa;鈴木唯;Suzuki Yui;Suzuki Yui;三上航平;Kohei Mikami
  • 通讯作者:
    Kohei Mikami
船体構造デジタルツインのための統合構造解析システムi-SASの開発
船体结构数字孪生集成结构分析系统i-SAS的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naonori Nagaya;Mai Hayashi;Yuko Morokuma;Yui Suzuki;Shun Takahashi;Mizuki Tanigawa;鈴木唯;Suzuki Yui;Suzuki Yui;三上航平;Kohei Mikami;三上航平;三上航平
  • 通讯作者:
    三上航平
モニタリングデータとデータ同化手法を用いた船体構造デジタルツインシステムの開発ルツインシステムプラットフォームi-SASの開発と水槽試験におけるシステム検証
利用监测数据和数据同化方法开发船体结构数字孪生系统 开发孪生系统平台i-SAS并进行水舱试验系统验证
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naonori Nagaya;Mai Hayashi;Yuko Morokuma;Yui Suzuki;Shun Takahashi;Mizuki Tanigawa;鈴木唯;Suzuki Yui;Suzuki Yui;三上航平;Kohei Mikami;三上航平
  • 通讯作者:
    三上航平
デジタルツインシステムプラットフォームi-SASの開発と水槽試験におけるシステム検証
数字孪生系统平台i-SAS开发及水箱测试系统验证
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Naonori Nagaya;Mai Hayashi;Yuko Morokuma;Yui Suzuki;Shun Takahashi;Mizuki Tanigawa;鈴木唯;Suzuki Yui;Suzuki Yui;三上航平
  • 通讯作者:
    三上航平
船体構造デジタルツインシステムの水槽試験による機能検証を公開(結果報告)
船体结构数字孪生系统水箱试验功能验证发布(结果报告)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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    $ 1.41万
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