3次元スロッシング荷重の数値計算法に関する研究

三维晃荡载荷数值计算方法研究

• 批准号: 04650392
• 负责人: 荒井 誠
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650392/
• 关键词: スロッシング; スワーリング; 衝撃圧力; 原油タンカー; FPSO; 数値計算; 設計荷重

液体貨物を運ぶ原油タンカーやLNGタンカー、FPSO(浮遊式石油生産システム)等では、荒れた海面において船体運動が激しくなると、タンク内に格納された液体が動揺し、衝撃的な力をタンク壁におよぼす場合がある。この現象はスロッシングと呼ばれ、構造物の設計時に重要な問題となっている。本研究では、スロッシング発生時に生ずる動的荷重を精度よく推定できる計算ツールを開発するため、以下の研究をおこなった。1.タンクに6自由度の運動を与えたときにタンク内液体の運動とタンク壁に作用する圧力を求める数値計算法を研究した。2.上記の数値計算法に基づいてコンピュータ・プログラムを開発し、液体の運動や壁面に生ずる圧力の時系列計算結果を模型実験の結果と比較して、計算法およびコンピュータ・プログラムの精度を確認した。3.開発したコンピュータ・プログラムを用いて、実際に稼働しているFPSOタンクのスロッシングを解析し、タンク内に設置されているスロッシング防止構造(制水隔壁)の効果を評価・検討した。以上の研究の結果、本研究で開発したコンピュータ・プログラムが実用上十分な計算精度をもち、実際のタンク設計に有効であることが分かった。特に、経験工学的なアプローチが難しい新型タンクの設計開発時に有力な解析ツールとして利用できる。なお、本研究の成果は3編の公表論文にまとめた。

Liquid cargo transportation crude oil, LNG, FPSO(Floating Petroleum Production System), etc., the ship's hull movement in the sea, the internal movement of the liquid, the impact of the force on the wall, etc. This phenomenon is an important problem in the design of structures. This study is aimed at estimating the accuracy of dynamic loads generated during the development of the engine. 1. A numerical method for calculating the pressure acting on the wall of a fluid in a fluid is studied. 2. The numerical calculation method mentioned above is based on the calculation results of the pressure series generated by the movement and wall surface of the liquid. The accuracy of the calculation method is confirmed by comparing the results of the model. 3. The effect of the FPSO structure on the development and application of the FPSO structure is evaluated and discussed. The results of the above research, this study is open to the use of ten minutes of calculation accuracy, the actual design of the system has been effective. Special, economic engineering, design and development of new technologies, powerful analysis and utilization The results of this research are listed in 3 parts.

项目成果

M.Arai: "Numerical Analysis of Liquid Sloshing in Tanks of FPSO" Proceedings of 2nd International Offshore and Polar Engineering Conference. Vol.III. 383-390 (1992)

M.Arai：“FPSO 储罐中液体晃动的数值分析”第二届国际近海和极地工程会议论文集。

M.Arai: "3D Numerical Simlulation of Impact Load due to Liquid Cargo Sloshing" 日本造船学会論文集. 第171号. 177-184 (1992)

M.Arai：“液体货物晃动引起的冲击载荷的 3D 数值模拟”，日本造船学会汇刊，第 171. 177-184 号（1992 年）。

荒井 誠: "立方体および円筒タンクのスロッシングとスワーリングの数値解析" 関西造船協会誌. 第219号. (1993)

Makoto Arai：“立方体和圆柱形储罐晃动和涡流的数值分析”，关西造船协会杂志第 219 期。（1993 年）