海洋波における波群形成過程と船体応答の解明
【研究分野】船舶海洋工学
【研究キーワード】
海難事故 / 非線形波動・フリーク波 / ステレオカメラ波高計測 / 船体強度 / 弾性模型船 / データ同化 / アンサンブルシミュレーション / 高次スペクトル法 / 海上安全 / 海洋科学 / 船舶工学 / 自然現象観測・予測
【研究成果の概要】
外洋で突発的に発生するフリーク波を伴う波群の幾何学的な特徴を現場観測と数値シミュレーションにより明らかにし、制御された水槽実験により船体応答の詳細を検討した。そして、新たにステレオカメラによる計測とデータ同化による広域波面計測手法、縦曲げ及びねじり振動の計測を可能とする模型船製作手法を開発した。実海域における波群の形成過程に資するデータベースを構築するとともに、変調波列における波形及び波群の時空間発達に関する新たな知見を得、さらに、波群中の代表的な波の相対的な形状の関係により船体の弾性応答が大きく異なることを明らかにした。
【研究の社会的意義】
実海域におけるフリーク波発生要因はいまだ結論が出ていない。本研究により開発された波浪解析システムにより、今後は観測された波浪・波群の非線形性を考慮した発達過程の解明が可能となる。そして、船殻そのもので強度を保つ模型船の開発により、より実船に近い縦曲げとねじりが同時に起こる船体応答に資する実験が今後可能となる。このような新たな技術開発は学術的に意義が高い。
そして、本研究は最先端の流体力学的な知見と最先端の構造力学的な知見が融合されている点に意義がある。波形が時空間的に変化し、同じ波形でも船体が受ける荷重が大きく異なるという知見は、今後、船舶の設計基準策定にあたり非常に重要である。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 宝谷 英貴 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 | その他部局等 | 研究員 | (Kakenデータベース) |
| 谷澤 克治 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 | その他部局等 | 研究員 | (Kakenデータベース) |
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【研究協力者】 |
| 藤本 航 | |
| CHABCHOUB AMIN | |
| 小平 翼 | |
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【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)