Elucidation of phenomena from grounding and collision of hulls to total collapse and development of strength reduction estimation method until total collapse

阐明从船体搁浅和碰撞到完全倒塌的现象，并开发直到完全倒塌的强度折减估计方法

• 批准号: 22K04559
• 负责人: 小森山 祐輔
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04559/
• 关键词: カルマンフィルタ; 波プロファイルの同定; 非計測船体応答の推定; 損傷船体; 縦曲げ最終強度の推定; 座礁; 衝突; 構造強度; 崩壊挙動; 強度低下

2022年度は、船体に作用する荷重を推定する技術の開発・検証と、損傷した船体の縦曲げ最終強度の簡易推定手法プログラムの開発・検証を実施した。船体に作用する荷重を推定する技術は、計測した船体応答の時系列データと、波に対する船体応答の応答関数を用いて、カルマンフィルタによりリアルタイムに波プロファイルを推定する手法である。波プロファイルは成分波の重ね合わせで表現され、状態量として設定した各成分波の振幅を推定することができる。さらに、得られた成分波の振幅と応答関数を用いることで、非計測の船体応答を推定することも可能である。これにより、運航中の船体の状態をリアルタイムでモニタリングすることで、損傷などによる船体の異常を確認できると期待される。また、アクリル製弾性模型船を用いた水槽試験結果（長波頂不規則波）を用いて本手法の検証を実施し、十分な精度で波プロファイルおよび非計測の船体応答を推定可能であることを確認した。損傷した船体の縦曲げ最終強度の簡易推定手法は、船体桁の断面を、パネル要素や防撓パネル要素などに分割し、各要素に平均応力－平均ひずみ関係を設定し、曲率を与えて曲率－縦曲げモーメント曲線を求め、縦曲げ最終強度を計算する手法である。この手法を実施するためのプログラムを作成し、損傷ボックスガーダーの縦曲げ崩壊実験の結果を用いて、縦曲げ最終強度の推定精度の検証を実施し、十分な精度で推定可能であることを確認した。また、損傷ボックスガーダーの縦曲げ最終強度の推定精度を更に向上させるためには、座屈や損傷部の局所変形を考慮できるように、局所変形の分曲率を増やすことや、局所変形部のひずみを増やすことなどの工夫が必要だと考えられる。

Development and verification of the technology for estimating the applied loads on the ship hull in 2022, and implementation of the simplified method for estimating the ultimate bending strength of the ship hull. A method for estimating the hull load by measuring the hull response time series, wave response time series and wave response time series. The amplitude of each component wave can be estimated by setting the state quantity and combining the component waves. The amplitude of the component wave is estimated. Therefore, it is expected that the status of the hull during operation will be monitored from the remote control unit and abnormalities in the hull will be confirmed if damage occurs. The results of tank tests (irregular waves at the top of long waves) for the use of this method are verified by the estimation of hull response with very high accuracy. A simple method for estimating the ultimate strength of ship hull buckling is to divide the section of ship hull girder, the elements of buckling prevention, the average force-average value relationship of each element, the curvature and the curvature curve, and the calculation of the ultimate strength of buckling. The method is implemented to determine the accuracy of the estimation of the final strength, and the results of the estimation of the final strength are verified. The estimation accuracy of the final strength of the damaged part is improved. The curvature of the damaged part is increased.