RIOS実海域船舶性能研究イニシアティブ

RIOS Research Initiative on Oceangoing Ships

RIOSとは、これまでの耐航性理論を統合化した実海域における船舶の運動・推進性能評価システムであり、大阪大学大学院海洋空間開発工学領域を中心にして研究開発されています。

最新情報

お知らせ

メニュー【当システムについて】にRIOSで提供する各種プログラムに関する参考文献一覧を掲載しました。

RIOSシステムでできること

RIOSシステム全体の構成や処理の流れは システムフロー図をご覧ください。
以下に示す全ての計算が本サイトからリンクされたRIOSのサーバー上で実行できます。
実行結果は、登録された利用者の計算機(PC)へオンラインで取り込むことができます。


実海域性能モデル構築システム

Enhanced Unified Theory (EUT)をコア計算法として、実海域での船舶性能評価のベースとなる各種の数値計算(規則波中での船体応答の周波数応答関数、短期予測、長期予測、ならびに船速低下、波浪衝撃荷重、船体汚損経年影響、船体風圧力など)を行うことができます。

船体応答モデル構築

規則波中での船体運動、相対水位、変動圧力、加速度、波浪荷重、波浪定常力(抵抗増加、定常横力・回頭モーメント)の周波数応答を計算します。さらに、波の方向スペクトルを与えて短期予測値を計算し、長期予測計算や発生確率計算を行うこともできます。

船速低下推定

主機の馬力一定、回転数一定、トルク一定に加えて、任意の主機特性を用いる4つの主機条件下にて、実海域を航行した場合の船速低下量を推定します。また、馬力、回転数、トルク増加量や燃料消費率を入力すれば、単位時間当たりの燃料消費量も計算できます。

波浪衝撃荷重計算

防衛大学校の木原教授が開発した時間領域での非線形境界要素法に基づく衝撃圧計算プログラムWISMOを使って、2次元物体が波面に衝突した際の圧力分布、上下方向流体力、波面形状などが計算できます。

船体汚損経年影響推定

日本船舶海洋工学会論文集第4号に掲載された宮本の方法を用いて、船舶を長期に運用した場合に生じる船体・プロペラ・主機関などの汚損経年変化による影響を考慮した船舶の推進性能の推定を行います。

船体風圧力係数推定

Isherwoodの方法、山野・斉藤の方法、藤原の方法その1、藤原の方法その2、の4つの計算方法から目的に合う方法を選択して、船体に作用する風圧力係数を推定できます。

船体斜航角/舵角推定

運動方程式として貴島の方法を用い、船が回頭角速度ゼロの状態で風・波浪中を直進航行した場合の斜航角/舵角を推定します。計算実行には風圧力係数と波浪外力の短期予測値が必要です。

馬力増加推定

実験データ(POTの結果、平水中ならびに規則波中での抵抗・自航試験結果、過負荷自航試験結果など)を活用して向い波状態での馬力増加を推定します。風による風圧抵抗、当て舵抵抗、横流れ抵抗も考慮できます。

 

実海域船舶性能シミュレータ

指定した海域(北太平洋/北大西洋)での船舶の運航性能シミュレーションを実施し、船が航海中に遭遇する海象と船体応答を、短期統計量(1時間毎の平均や分散など)の時系列で求めることができます。海象は、数値的に追算された膨大な時系列データから確率統計的特性が同定され、その特性が満たされるよう航海ごとに計算されます。海象のうち、風と波は日本気象協会の地球全球モデルによる追算データを、海流はNOAAの追算データを利用しています。船速や船体応答は、短期海象中での応答は定常であるという仮定の下に、船体に働く各種の流体力の平衡方程式を解いて求められます。また、危険海象中の操船判断が設定されることで、危険な船体動揺を避けるような運航が実現できます。


RIOS計算事例

本ページに掲載しているデータは自由に使用して頂けますが、外部に公開する論文、資料等で引用される場合には、計算結果についてはRIOSで実施された結果であること、実験結果については該当するSR研究名等を必ず明記して下さい。

2014年1月
(社)日本造船研究協会(SR)で実施されたSR108船型についての各種実験結果との比較
2014年1月
境界要素法による波浪衝撃計算プログラムWISMO(防衛大学木原先生開発)と粒子法プログラム(九州大学末吉先生開発)との計算結果の動画での比較
近日掲載予定
MODIFIED-WIGLEY船型の形状パラメータを変更した場合の計算結果

RIOSについて

これまでに蓄積されてきた耐航性理論を統合化することによって、6自由度の船体運動、変動水圧、波浪荷重、風・波による定常流体力などの周波数応答、さらには短期予測、長期予測、実海域での船速低下など、波浪中での船舶性能に関する殆どすべての項目に対して、高い学術レベルの数値計算を可能にする性能予測・評価システムを構築・実用化し、それによって日本の造船技術に対する信頼を堅持してゆくという崇高な目的・目標の下に創始された「実海域船舶性能研究イニシアティブ」がRIOSです。
RIOSでは、日本の造船会社の総意を結集した産学連携による技術開発を行い、日本独自で且つ学術的に世界トップレベルの実海域船舶性能予測・評価システムを提供します。

航海のイメージ写真

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