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J-GLOBAL ID：201602216989939874   整理番号：16A0273019

補強材のレイアウトを考慮した船体構造最適化に関する研究

Optimization of Ship Structure Considering Stiffener Layout

著者 (4件)： 野波諒太 (広島大学大学院工学研究科博士課程後期) ,  北村充 (広島大学大学院工学研究院) ,  竹澤晃弘 (広島大学大学院工学研究院) ,  平川真一 (ジャパン マリンユナイテッド株式会社)
資料名： 日本船舶海洋工学会論文集  (Journal of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers)
巻： 22  ページ： 129-135 (J-STAGE)  発行年： 2015年 
JST資料番号： G0242B  ISSN： 1880-3717  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 船舶では,板部材に対して多数の補強材が取り付けられている。これらの板部材の厚さと補強材の形状を設計変数とした構造最適化が行われている。さらに,各種の設計変数に加えて補強部材の本数・位置を設計変数とすることで,最適化の幅が広がり材料費や建造コストを削減できる可能性が高まる。しかし,以下の2つの問題から,これらを設計変数とした構造最適化は困難である。1)補強材の配置位置・本数変更によるFEMモデルの再生成及びFEM解析による計算負荷。2)補強材の本数変更による最適化過程での設計変数の数の変化。本研究では,船舶の補強材のレイアウトを考慮した構造最適化のため以下に示す3つの手法を提案した。1)自由度数の変化があった場合でもFEMモデルを作り直すことなく構造強度評価が可能な計算手法。2)構造変更領域のみの計算で全体FEMモデルの解析結果と同様の結果を得られる計算手法。3)最適化のプロセスで設計変数の数が変化する問題に適用可能な遺伝的アルゴリズム。本例題では二重底部を摸擬した構造に対して,等分布荷重と三角分布荷重両方の荷重条件で必要最低限の本数の補強材が適切な位置に設置された結果を得ることができた。これらの手法を用いることで,困難であった補強材のレイアウトを考慮した構造最適化を実行し最適構造を得ることが可能となる。

シソーラス用語： *補強材料 ,  配置 ,  船殻 ,  *構造最適化 ,  *船舶 ,  原価低減 ,  有限要素法 ,  設計 ,  変数 ,  計算 ,  負荷 ,  遺伝的アルゴリズム ,  荷重 ,  条件 ,  *改変 ,  減少 ,  変化 ,  進化的計算

分類 (1件)： 船舶構造・材料  (QJ03020I)

引用文献 (10件)：

• 1) Kitamura,M. Hamada,K. Takezawa,A. Uedera,T., Shape Optimization System of the Bottom Structure of a Ship Incorporating Individual Mesh Sub-division and Multi-point Constraint,International Journal of Off-shore and Polar Engineering,Vol. 21,No. 3,(2011a), pp. 209-215.
• 2) Kitamura,M. Uedera,T. Hamada,K. Takezawa,A., Shape and Size Optimization of the Double Bottom Structure of Bulk Carrierat the Initial Design Stage with Finite Element Analysis,International Offshore and Polar Engineering Conference,(2011b).
• 3) 北村充,中森隆一,遺伝的アルゴリズムを用いた船体構造の最適設計と制約条件に関する研究,西部造船会会報,Vol.102,(2001),p371-380.
• 4) 平川 真一,北村 充, 野波 諒太, 牧 美津栄,制約条件に対する影響度を考慮した設計変数の分類と構造最適設計-船体中央横断面の構造最適設計への応用- ,日本船舶海洋工学会論文集,Vol. 19 (2014) p. 149-157.
• 5) OKADA,T. NEKI,I.,Optimization of ship structural design by genetic algorithm,Journal of the Society of Naval Architects of Japan,vol. 171,(1992),pp. 259- 266.

タイトルに関連する用語 (5件)： 補強材 ,  レイアウト ,  船体 ,  構造最適化 ,  研究