(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中爆発を受ける船体の強度を評価するための船体強度の評価方法であって、
構造と流体を連成させて構造物の挙動を時刻歴で解析する荷重解析手段により、評価対象の船体を模擬する構造モデルと該船体の周囲を模擬する流体モデルとの連成モデルに対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成して、該水中爆発によって船体に発生する最大荷重を算出すると共に、
構造物に作用する力を時刻歴で解析する破損部分検出手段により、評価対象の船体の部分構造を模擬する船体局部構造モデルと該船体局部構造の周囲を模擬する流体モデルとから構成される連成モデルに対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成して、該水中爆発によって受ける船体局部構造モデルの破損部分を検出し、
構造モデルの最終強度を算出する最終強度解析手段により、前記破損部分を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルに対して、該残存構造モデルが耐え得る最大荷重である耐荷重を算出し、
前記最大荷重と前記耐荷重とを比較し、評価対象の船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価することを特徴とする船体強度の評価方法。
【請求項２】
前記最終強度解析手段に、船体断面の構造モデルに対して、曲げの曲率を与えた時に、前記構造モデルを構成する要素が崩壊するか否かを算定し、該曲げ曲率に対して、前記構造モデルが受ける荷重を算出すると共に、該崩壊する要素の剛性を減じ応力分布を再計算するステップを、曲げ曲率の逐次増加に対して繰り返し、曲げ曲率毎の構造モデルが発生する荷重の中から最大の荷重を選択して耐荷重とする逐次要素崩壊解析プログラムを使用することを特徴とする請求項１記載の船体強度の評価方法。
【請求項３】
前記最大荷重が前記耐荷重より大きい時に、前記船体局部構造モデルの一部を修正して、前記破損部分検出手段で、前記修正した船体局部構造モデルに対して、前記水中爆発によって受ける船体局部構造モデルの破損部分を検出して、該破損部分を考慮した船体の新たな残存断面構造を求め、
前記残存構造最終強度解析手段により、前記新たな残存断面構造を模擬する新残存構造モデルに対して、該新残存構造モデルが耐え得る最大荷重である新耐荷重を算出して、
前記最大荷重と前記新耐荷重とを比較し、前記新耐荷重が前記最大荷重より大きくなった時に、前記水中爆発によっても崩壊しない船体構造を得られたとし、得られない時は、得られるまで、前記船体局部構造モデルの一部を修正して、耐荷重の算出、最大荷重と耐荷重の比較を繰り返すか、又は、計算を終了することを特徴とする請求項１又は２記載の船体強度の評価方法。
【請求項４】
水中爆発を受ける船体の強度を評価するための船体強度の評価システムであって、
荷重解析部と残存強度解析部と評価部とを備えてなり、
前記荷重解析部は、水中爆発を模擬する流体モデルを用いて、評価対象の船体を模擬する構造モデルと該船体の周囲を模擬する流体モデルを連成させた連成モデルに関する挙動を解析して、該水中爆発によって船体に発生する最大荷重を算出する構造強度解析手段を有する荷重解析手段を備え、
前記残存強度解析部は、水中爆発を模擬する流体モデルを用いて、評価対象の船体の部分構造を模擬する船体局部構造モデルと該船体局部構造の周囲を模擬する流体モデルから構成される連成モデルに関する挙動を解析し、該水中爆発によって受ける船体局部構造の破損部分を検出する破損部分検出手段と、前記破損部分を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルに対して、該残存構造モデルが耐え得る最大荷重である耐荷重を算出する最終強度解析手段を有する残存構造最終強度解析手段を備え、
前記評価部は、前記最大荷重と前記耐荷重とを比較し、船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価する評価手段を備えたことを特徴とする船体強度の評価システム。
【請求項５】
前記最大荷重が前記耐荷重より大きい時に、前記船体局部構造モデルの一部を修正する構造修正手段を有する構造修正部を備えたことを特徴とする請求項４記載の船体強度の評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚雷や機雷等の水中爆発を受けた時の船体の強度を評価するための船体強度の評価方法及び船体強度の評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
艦艇等においては、船体構造に関しては、水中爆発や大気中爆発による衝撃に対する防御を考慮した設計が重要である。魚雷や機雷等の水中爆発を受けると、船体は、その衝撃波によって、船体縦曲げ方向に２節振動を誘起される。
【０００３】
特に、最近の魚雷や機雷では近接爆発が主流になりつつあり、船体に近い場所で、魚雷や機雷が爆発すると衝撃波だけでなく、爆発バブル（爆轟ガス球体）からの影響を強く受け、この爆発バブルが収縮するときに発生する水流「バブルジェット（登録商標）（登録商標）と呼ぶ」によって、船体は甚大な被害を受け、船体に穴が開いたり、場合によっては、船体が崩壊して、沈没したりする。
【０００４】
この近接水中爆発を受ける船体の挙動を、図１８〜図２３を参照しながら説明する。なお、厳密に言うと多少異なる部分もあるが、分かり易くするために、詳細な部分を省いた簡略的な説明にしている。
【０００５】
先ず、図１８に示すように、船体１０の中央部の近傍で爆発２０が生じると、図１９に示すように、船体１０は初期衝撃波２１を受ける。この衝撃波２１によって船体１０は上方に持ち上げられ、船体１０と内部機器には衝撃により応力、衝撃加速度が生じる。そして、船体１０は、船体中央部が上方に持ち上がったホギング状態になる。
【０００６】
図２０に示すように、この衝撃波２１の後に、バブル２２が発生する。このバブル２２は、図２１に示すように膨張し、バブル２２が最大径になる。このバブル２２の最大化の前後で、ホギング状態が最も大きいホグ最大になり、その後は反対方向に運動を始める。また、バブル２２も、図２２に示すように収縮し、バブル２２が最小径になる。このバブル収縮状態では、船体１０は下方に引き込まれ、バブル２２の最小化の前後で、船体１０はサギング状態になる。
【０００７】
更に、図２３に示すように、バブル２２が最も収縮してドーナツ状になると、バブル２２の変形により生じた１００ｍ／ｓにも及ぶ高速の噴流、所謂バブルジェット（登録商標）２３が船体１０に当たる。このバブルジェット（登録商標）２３は、船体１０に局部的に非常に高い圧力を与えるため、この局部的に非常に大きな圧力によって、船体１０が船体１０の一部に穴が生じたり、船体１０が崩壊して沈没したりする。この破損を受けた船体は健全な船体よりも縦曲げ強度が低下する。
【０００８】
そして、船体１０が、このようなホイッピングと呼ばれる船体運動を行うが、これらの船体の挙動は、重量、付加水質量、慣性力、自由表面影響、バブル圧力等が複雑に関係する動的な挙動となる。
【０００９】
上記のように、船体近傍で水中爆発が発生すると、船体は縦曲げ振動等の振動を誘起され、特に、この縦曲げの２節振動の固有周期が約１秒近くとなるため、爆発と収縮のバブル周期がこの固有周期に近いときには、共振現象が発生する。この共振現象により、船体縦曲げ振動が激しくなると、船体が折れる場合も想定される。また、共振現象を起こさない場合でも、発生する縦曲げモーメントが船体の最終強度よりも大きくなると船体は全体崩壊に至る。
【００１０】
なお、船体から遠く離れた距離で水中爆発した場合には、収縮から膨張に移る過程で、バブルパルスと呼ばれる衝撃波が発生する。そして、このバブルパルスが再び船体を上方に持ち上げることになる。
【００１１】
この水中爆発で生じるホグ最大モーメント、サグ最大モーメントは、波浪荷重によるモーメントと共に艦艇の構造設計における重要な設計荷重の一つであり、構造設計では、水中爆発で発生するモーメント値の定量的評価が必要となる。
【００１２】
しかしながら、従来技術においては、船体から遠く離れた距離で水中爆発した場合の衝撃波を考慮した解析手法は存在するが、近接水中爆発で、爆発バブルの影響を詳細に考慮した解析及び設計手法は無く、この爆発バブルの影響を入れた解析及び設計はできず、合理的な被害の算定やこの算定に基づく被害対策を行うことが事実上不可能であった。
【００１３】
一方で、構造物の解析手段としては、一般に市販されている「ＭＳＣ．Ｄｙｔｒａｎ（登録商標）」等と呼ばれる陽解法汎用ＦＥＭプログラムがあり、この陽解法汎用ＦＥＭプログラムでは、構造物の衝突、衝撃問題解析に適したラグランジェモデルと、流体等の解析に適したオイラーモデルを用い、ラグランジェ／オイラーの両方を連成させると共に、時間積分法として陽解法を用いており、爆発やスロッシング等の構造物と流体の挙動を連成させた解析や船体の強度解析等にも使用されている。
【００１４】
また、この陽解法汎用ＦＥＭプログラムは、流体の圧縮性を考慮でき、水、空気、爆発バブル等をモデルに含めた流体と構造の連成解析が可能である。また、構造に関しては、材料の非線形性、大変形、歪速度依存性等も考慮でき、接触、衝突問題も効率的に解析できる。また、陽解法を用いているので、時間ベースの動的解析となるが、要素数の多い大規模な解析であっても効率良く解析できる。
【００１５】
従って、この陽解法汎用ＦＥＭプログラムを適用して、水中爆発による船体構造の挙動を解析することが考えられるが、この場合には、船体構造を構成する要素を、座屈モードを考慮できる程度に小さくする必要が生じる。しかし、陽解法では、計算で用いる時間刻みは要素の大きさで決まるため、構造要素のサイズを小さくすると、計算用の時間刻みが短くなるので、その結果、膨大な計算量となり、解析に必要な計算時間は実用レベルを超えた長さとなる。
【００１６】
また、計算時間を節約するために、構造要素のサイズを大きくして、計算用の時間刻みを長くすると、精度の良い解析結果を得ることができず、実用的な解析とはならない。
【００１７】
そのため、陽解法汎用ＦＥＭプログラムを、この水中爆発による船体構造の挙動の解析にそのまま使用しただけでは、実用な解析ができない。
【００１８】
つまり、現在の陽解法汎用ＦＥＭプログラムを用いて、船体が崩壊するまでの船体の挙動を、バブル挙動と同時に精度良く解析するためには、船体モデルの要素数及びメッシュを膨大な数にすると共に、時間刻みを非常に小さくする必要があり、計算時間が膨大なものとなり、実際上は計算不可能となる。例えば、船体全体を陽解法汎用ＦＥＭプログラムだけで解析する場合には要素数が３００万〜６００万要素程度と見積もられるが、現状の実用的なコンピュータでは、７０万〜８０万要素程度が限界と考えられる。また、将来的に計算機の能力が向上しても計算時間は相当かかると思われる。
【００１９】
一方で、船体の断面構造モデルに縦曲げの曲率を与え、船体断面を構成する補強材付きパネル要素等の船体構造構成要素の破損を求め、縦曲げの曲率の増大に伴って破損する要素を逐次追うと共に、その時の断面全体のモーメントを逐次計算し、このモーメントの中から最大モーメントを算出し、これにより、波浪中の船体の縦曲げ荷重による最終強度を効率的に解析できる逐次崩壊解析プログラムが開発されている。なお、大阪大学で開発された逐次崩壊解析プログラムは、「ＨＵＬＬＳＴ」と呼ばれ、波浪荷重を受ける船体の強度解析で使用されている。
【００２０】
なお、船体の強度を解析するものとして、二重船殻構造の弾性座屈現象を線形有限要素で解析し、座屈後の耐力を推定して座屈後の全体強度を評価するために、二重船殻構造を構成する構造部材のロンジとフロア等で囲まれたパネルを有限要素とし、構造部材の弾塑性解析で求めたパネルの弾性座屈後の剛性低下を有効幅の低下として表現し、その有効幅を基に座屈パネルに相当する有限要素を有効幅分の健全部と剛性を下げた座屈部とに再分割した後、線形有限要素解析による応力・座屈解析を行い、これを繰り返して強度評価を行う線形有限要素解析を用いた弾性座屈後強度評価法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１９３５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、実用的な規模の計算で、魚雷や機雷などの水中爆発を受ける船体の強度の評価を効率よく行うことができる船体強度の評価方法及び船体強度の評価システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の目的を達成するための本発明の船体強度の評価方法は、  水中爆発を受ける船体の強度を評価するための船体強度の評価方法であって、
構造と流体を連成させて構造物の挙動を時刻歴で解析する荷重解析手段により、評価対象の船体を模擬する構造モデルと該船体の周囲を模擬する流体モデルとの連成モデルに対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成して、該水中爆発によって船体に発生する最大荷重を算出すると共に、
構造物に作用する力を時刻歴で解析する破損部分検出手段により、評価対象の船体の部分構造を模擬する船体局部構造モデルと該船体局部構造の周囲を模擬する流体モデルとから構成される連成モデルに対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成して、該水中爆発によって受ける船体局部構造モデルの破損部分を検出し、
構造モデルの最終強度を算出する最終強度解析手段により、前記破損部分を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルに対して、該残存構造モデルが耐え得る最大荷重である耐荷重を算出し、
前記最大荷重と前記耐荷重とを比較し、評価対象の船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価することを特徴とする。
【００２３】
つまり、本発明の船体強度の評価方法では、水中爆発によって船体に発生する船体に発生する最大荷重を算出するための荷重解析と、水中爆発によって受ける破損を考慮した船体の残存断面構造が耐え得る残存構造最終強度解析を分離しているので、荷重解析において比較的粗い要素分割のモデルを用いて、実用的なコンピュータで計算可能な構造要素の大きさ及び計算用時間刻みにして効率良く最大荷重を算出することができる。
【００２４】
それと共に、破損部分検出手段と最終強度解析手段による残存構造最終強度解析では、水中爆発によって最も過酷な荷重を受ける船体の断面構造に対して、より微細な構造要素を採用した船体局部構造モデルを作成して、水中爆発によって受ける破損部分を算出し、更に、この破損部分を考慮した船体の残存断面構造を模擬した残存構造モデルを構造モデルのみで構成し、この残存構造モデルの最終強度を求めるので、非常に精度の良い残存構造最終強度解析を行うことができる。
【００２５】
また、水中爆発を模擬する流体モデルの作成には、流体モデルの一部を水中爆発の発生源となる流体要素にしたり、境界条件として水中爆発の効果を入れたりすることや、爆轟バブル挙動解析プログラムと陽解法汎用ＦＥＭプログラム（あるいは、境界要素法プログラム）を連成させることが含まれる。
【００２６】
そして、流体モデルの一部を水中爆発の発生源となる流体要素とする場合には、例えば、この流体要素を圧縮されたガス体とし、この流体要素の初期条件として炸薬条件が与えられることになる。また、水中爆発の効果を境界条件として入れる場合には、水中爆発で発生する各部の圧力分布の時系列を算出する爆轟バブル挙動解析プログラム等から算出される各部の圧力分布の時系列を使用する。
【００２７】
また、爆轟バブル挙動解析プログラムと陽解法汎用ＦＥＭプログラム（あるいは、境界要素法プログラム）を連成させる場合には、爆轟バブル挙動解析プログラムで算出した各時刻歴で発生する圧力と、陽解法汎用ＦＥＭプログラムで算出した各時刻歴の要素の挙動を相互影響させることにより、水中爆発の影響を取り入れて、連成モデルの挙動を時刻歴で解析することもできる。但し、この両プログラムを連成させる場合には計算規模が大きくなる。
【００２８】
また、上記の船体強度の評価方法において、荷重解析手段として、「ＭＳＣ．Ｄｙｔｒａｎ（登録商標）」等の陽解法汎用ＦＥＭプログラムを使用することができる。
【００２９】
また、上記の船体強度の評価方法において、前記最終強度解析手段に、船体断面の構造モデルに対して、曲げの曲率を与えた時に、前記構造モデルを構成する要素が崩壊するか否かを算定し、該曲げ曲率に対して、前記構造モデルが受ける荷重を算出すると共に、該崩壊する要素の剛性を減じ応力分布を再計算するステップを、曲げ曲率の逐次増加に対して繰り返し、曲げ曲率毎の構造モデルが発生する荷重の中から最大の荷重を選択して耐荷重とする逐次要素崩壊解析プログラムを使用することができる。
【００３０】
この逐次要素崩壊解析プログラムとしては、波浪荷重を受ける船体の最終強度を算出するために、船体の断面構造に曲げ曲率を与えて、船体の断面構造を構成するパネル要素（補強材付きパネル要素や補強材無しのパネル要素等）が崩壊する状態を逐次追って、船体の断面構造に対する最大モーメントを算出する「ＨＵＬＬＳＴ」と呼ばれる大阪大学が開発した逐次崩壊解析プログラム等を使用することができる。なお、「ＨＵＬＬＳＴ」等の逐次崩壊解析プログラムは、従来技術では、波浪荷重を受ける船体縦曲げ最終強度解析に使用されてきたが、本発明では、水中爆発、特に、近接水中爆発による船体の損傷を考慮した残存構造モデルの最終強度解析に使用する。
【００３１】
これらの既存の解析プログラムを使用することにより、本方法のために必要なプログラムの開発又は作成のための作業を著しく減少できる。
【００３２】
また、上記の船体強度の評価方法において、前記最大荷重が前記耐荷重より大きい時に、前記船体局部構造モデルの一部を修正して、前記破損部分検出手段で、前記修正した船体局部構造モデルに対して、前記水中爆発によって受ける船体局部構造モデルの破損部分を検出して、該破損部分を考慮した船体の新たな残存断面構造を求め、
前記残存構造最終強度解析手段により、前記新たな残存断面構造を模擬する新残存構造モデルに対して、該新残存構造モデルが耐え得る最大荷重である新耐荷重を算出して、
前記最大荷重と前記新耐荷重とを比較し、前記新耐荷重が前記最大荷重より大きくなった時に、前記水中爆発によっても崩壊しない船体構造を得られたとし、得られない時は、得られるまで、前記船体局部構造モデルの一部を修正して、耐荷重の算出、最大荷重と耐荷重の比較を繰り返すか、又は、計算を終了するように構成される。
【００３３】
この船体強度の評価方法によれば、船体局部構造モデルの一部、例えば、板厚や補強部材等を修正して、残存構造最終強度解析を繰返すことで、水中爆発によっても崩壊しない船体構造を得ることができる。この場合に、水中爆発において発生する荷重を求める荷重解析を、残存構造最終強度解析と分離しているので、大規模計算となる荷重解析を繰り返すことなく、残存構造最終強度解析を繰返す比較的小規模の計算で済むだけで、効率よく評価することができる。
【００３４】
なお、厳密には、船体構造の一部（板厚や補強部材）を変更すると、縦曲げ剛性が変化するので、固有周期が変化し、再度荷重解析も必要になるが、固有周期等の荷重解析結果及ぼす影響が小さい範囲内では、最大荷重も大きく変化しないので、船体構造の大幅な変更が無い場合には、荷重解析を繰り返す必要はない。  
【００３５】
また、上記の船体強度の評価方法において、最大荷重に、船体が波浪中で受ける波浪荷重を含むようにすると、波浪中において水中爆発を受けた時の船体強度の評価をすることができる。なお、この波浪荷重は、周知の波浪中荷重計算プログラムによって、船体が遭遇するとした想定海象に対して求めることができる。
【００３６】
また、上記の船体強度の評価方法において、荷重を船体縦曲げモーメントとすると、双胴船等の特殊な船型の船体を除いて、通常は、船体構造に対して最も過酷な荷重は船体縦曲げモーメントであるので、この船体縦曲げモーメントについて評価することで、水中爆発に対する船体強度の評価ができることになる。なお、この荷重に関しては、必要に応じて、船体縦曲げモーメントや船体横曲げモーメントや上下剪断力や左右剪断力等の船体に作用する力やモーメントから一つを選んだり、この内の幾つかの荷重を重ね合わせることもできる。
【００３７】
そして、上記の目的を達成するための船体強度の評価システムは、
水中爆発を受ける船体の強度を評価するための船体強度の評価システムであって、
荷重解析部と残存強度解析部と評価部とを備えてなり、
前記荷重解析部は、水中爆発を模擬する流体モデルを用いて、評価対象の船体を模擬する構造モデルと該船体の周囲を模擬する流体モデルを連成させた連成モデルに関する挙動を解析して、該水中爆発によって船体に発生する最大荷重を算出する構造強度解析手段を有する荷重解析手段を備え、
前記残存強度解析部は、水中爆発を模擬する流体モデルを用いて、評価対象の船体の部分構造を模擬する船体局部構造モデルと該船体局部構造の周囲を模擬する流体モデルから構成される連成モデルに関する挙動を解析し、該水中爆発によって受ける船体局部構造の破損部分を検出する破損部分検出手段と、前記破損部分を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルに対して、該残存構造モデルが耐え得る最大荷重である耐荷重を算出する最終強度解析手段を有する残存構造最終強度解析手段を備え、
前記評価部は、前記最大荷重と前記耐荷重とを比較し、船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価する評価手段を備えて構成される。
【００３８】
また、上記の船体強度の評価システムにおいて、前記最大荷重が前記耐荷重より大きい時に、前記船体局部構造モデルの一部を修正する構造修正手段を有する構造修正部を備えて構成される。
【００３９】
これらの船体強度の評価システムにより、船体強度の評価方法を実施することができ、上記の船体強度の評価方法と同様な作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の船体強度の評価方法及び船体強度の評価システムによれば、現状のコンピュータを使用した場合の実用的な規模の計算で、魚雷や機雷などの水中爆発を受ける船体の強度の評価を効率的に精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明に係る水中爆発を受ける船体強度の評価方法及び船体強度の評価システムの実施の形態について説明する。なお、通常は、船体構造に対して最も過酷な荷重は船体縦曲げモーメントであるので、以下、荷重としては、船体縦曲げモーメントを採用して説明するが、本発明は、この船体縦曲げモーメントに限定されず、必要に応じて他の荷重や幾つかの荷重の重ね合わせについても適用可能である。
【００４２】
この船体強度の評価システム１は、機雷や魚雷等の水中爆発（近接水中爆発を含む）を受ける船体の強度（この実施の形態では縦曲げモーメント）を評価するためのシステムであり、図１〜図３に示すような構成で形成される。つまり、荷重解析部２、残存強度解析部３、評価部４、構造修正部５を備えて構成される。また、この船体強度の評価システム１が備えている船体強度評価手段Ｃ１の構成を図４に示す。
【００４３】
この荷重解析部２は、図２に示すように、構造強度解析手段Ｃ２１を有する荷重解析手段Ｃ２で構成され、この構造強度解析手段Ｃ２１に「ＭＳＣ．Ｄｙｔｒａｎ（登録商標）」などの有限要素法の陽解法汎用ＦＥＭプログラムや境界要素法プログラム等を用いて、評価対象の船体を模擬する構造モデルと船体の周囲の流体（水、又は、大気と水）を模擬する流体モデルを作成して、流体と構造を連成させると共に、水中爆発を模擬する流体モデルを作成し、この模擬する流体モデルによって発生する水中爆発の影響を取り入れて、連成モデルＭ１の挙動を時刻歴で解析する。
【００４４】
なお、水中爆発を模擬する流体モデルを作成に関し、流体モデルの一部を水中爆発の発生源となる流体要素にする場合は、この流体要素の初期条件として炸薬条件が与えられることになる。
【００４５】
また、水中爆発の効果を境界条件として入れる場合には、三井造船株式会社、三井造船昭島研究所、大阪府立大学が共同開発したＭＢＢＤ（Mitsui Boundary element method  of Bobble Dynamics）と呼ばれる爆轟バブル挙動解析プログラムを用いたバブル挙動解析手段Ｃ２２（図４）などを使用して、水中爆発で発生する各部の圧力分布の時系列を算出する。この爆轟バブル挙動解析プログラムでは、爆発条件（爆発位置、炸薬条件など）を入力することにより、バブルジェット（登録商標）荷重等の局部的な発生圧力を得ることができ、この各部の発生圧力を境界条件とする。
【００４６】
また、計算要素数や計算時間が実施可能な範囲であれば、爆轟バブル挙動解析プログラムと陽解法汎用ＦＥＭプログラム（あるいは、境界要素法プログラム）を連成させて、爆轟バブル挙動解析プログラムで算出した各時刻歴で水中爆発で発生する圧力と、陽解法汎用ＦＥＭプログラムで算出した各時刻歴の要素の挙動を相互影響させることにより、水中爆発の影響を取り入れて、連成モデルＭ１の挙動を時刻歴で解析することもできる。
【００４７】
この荷重解析手段Ｃ２により、水中爆発による衝撃波、バブル等の現象の影響と流体と構造の連成を考慮した船体の挙動を解析できる。そして、連成モデルＭ１の船体を模擬する構造モデルの挙動から、船体の断面について、水中爆発によって発生する荷重を算出し、この発生荷重が最大になる船体の断面を検出すると共に、この船体の断面に於ける発生荷重（発生モーメント）を最大荷重（最大モーメント）Ｌｍとする。なお、この最大荷重Ｌｍには、ホグ側のホグ最大モーメントＬｍ１とサグ側のサグ最大モーメントＬｍ２とがある。更に、この最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２に対して、計算上で必要な補正や必要に応じて波浪中に受ける波浪荷重を考慮した補正を行い、最終的に、想定海象下における想定水中爆発によって船体に発生する最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２を得る。
【００４８】
そして、残存強度解析部３は、図３に示すように、破損部分検出手段Ｃ３１と残存構造最終強度解析手段Ｃ３２を有する残存強度解析手段Ｃ３を備えて構成される。
【００４９】
この破損部分検出手段Ｃ３１は、「ＭＳＣ．Ｄｙｔｒａｎ（登録商標）」などの有限要素法の陽解法汎用ＦＥＭプログラムや境界要素法プログラム等を用いて、最大荷重Ｌｍが発生する船体の局部構造を模擬する船体局部構造モデルＭ２１と流体（水、又は、大気と水）を表す流体モデルＭ２２を連成させる。
【００５０】
それと共に、構造強度解析手段Ｃ２１における水中爆発の効果の入れ方と同様に、流体モデルの一部を水中爆発の発生源となる流体要素にしたり、境界条件として水中爆発の効果を入れたりする等して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成し、この模擬する流体モデルによって発生する水中爆発の影響を取り入れて、連成モデルＭ２の挙動を時刻歴で解析する。
【００５１】
なお、この破損要素検出手段Ｃ３１による計算は、構造強度解析手段Ｃ２１で行う船体の要素分割よりも、船体断面をより詳細な要素に分割して行う必要があるため、要素数や計算時間等の計算規模が許容できる範囲内であるが、最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２が発生する船体の断面の近傍を対象にしている。従って、この船体局部構造モデルＭ２１は、船体モデルを模擬した構造モデルＭ１１に比べて、船体断面をより細かく分割した要素で模擬することができ、解析精度を著しく向上できる。
【００５２】
この破損部分検出手段Ｃ３１の解析における連成モデルＭ２の挙動から、水中爆発によって発生する応力又は歪みを船体を構成する各構造要素毎に算出し、この応力又は歪みにより、各構造要素が破損するか否かを判定して、対象とする船体局部構造モデルＭ２１の破損部分を検出する。
【００５３】
そして、残存構造最終強度解析手段Ｃ３２では、この破損部分を計算対象の船体断面から除去して得られる、水中爆発による破損を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルＭ３に対して、この残存構造モデルＭ３を構成する構造要素が部分的に順次破損されていくとして、この残存構造モデルＭ３が耐え得る最終強度である耐荷重Ｌｒを算出する。なお、この残存構造モデルＭ３は、船体断面を模擬する構造要素のみで、流体要素を含まないため、船体モデルを模擬した構造モデルＭ１に比べて、船体断面を非常に細かく分割した要素で模擬することができ、解析精度を著しく向上できる。
【００５４】
この残存構造最終強度解析手段Ｃ３２には、波浪荷重を受けた船体の縦曲げ最終強度を算定するための「ＨＵＬＬＳＴ」と呼ばれる逐次崩壊解析プログラム等を用いることができる。
【００５５】
そして、この残存構造最終強度解析では、船体断面に縦曲げの曲率を強制変位で与え、この船体断面を構成する構造要素の面内力を算出し、この面内力によって構造要素が破損（崩壊）するか否かを判定して破損要素を求め、その時の構造要素の面内力と構造要素と中性軸からの距離を乗じた積の総和で発生モーメントを求める。次のステップでは、破損要素の剛性を適切に減じ、更に、船体断面に与える縦曲げの曲率（強制変位）を増加し、同様な解析を繰り返す。
【００５６】
この繰り返し計算により、船体断面を構成する船体断面構成要素の破損を逐次追って、各曲率における船体断面全体のモーメントを算出し、この中から最大モーメントを算出し、これを耐モーメントとする。これにより、船体の縦曲げによる最終強度である耐モーメントを効率的に解析できる。
【００５７】
言い換えれば、この残存強度解析部３では、船体の断面の内最も過酷な状態となる船体断面構造に対して、水中爆発により発生する局部的な発生圧力を算出すると共に、破損部分検出手段Ｃ３１で、この局部的な発生圧力で船体局部構造の各構造要素が破損を受けるか否かを判定して、これにより水中爆発による破損状況を得て、船体の破損部分を算定する。そして、この船体の破損部分から破損部分を考慮した船体の残存断面構造を模擬する残存構造モデルＭ３を作成する。この残存構造モデルＭ３に対して、残存構造最終強度解析手段Ｃ３２で、この残存構造が耐え得る縦曲げ最終強度（崩壊モーメント）を算出し、この残存構造モデルＭ３が耐え得る最大荷重モーメントである耐荷重（耐モーメント）Ｌｒを得る。なお、この耐荷重Ｌｒには、ホグ側のホグ耐荷重Ｌｒ１とサグ側のサグ耐荷重Ｌｒ２とがある。
【００５８】
評価部４は、図１に示すように、最大モーメント（最大荷重）Ｌｍ１，Ｌｍ２と耐モーメント（耐荷重）Ｌｒ１，Ｌｒ２とをそれぞれ比較し、船体が水中爆発によって残存するか否かを評価する評価手段Ｃ４を備えて構成される。
【００５９】
この評価部４では、荷重解析部２から連成モデルＭ１に対して算出された最大モーメントＬｍ１，Ｌｍ２と、船体局部モデルの残存構造モデルＭ３の耐モーメントＬｒ１，Ｌｒ２をそれぞれ比較し、評価する。ここで耐モーメントＬｒ１，Ｌｒ２が最大モーメントＬｍ１，Ｌｍ２をそれぞれ超えていれば（ＹＥＳ）、この想定された規模の水中爆発に船体は耐え得る（ＯＫ）と評価する。
【００６０】
一方、ホグ耐モーメントＬｒ１がホグ最大モーメントＬｍ１を超えていないか、又は、サグ耐モーメントＬｒ２がサグ最大モーメントＬｍ２を超えていなければ（ＮＯ）、この水中爆発を受けた場合には、船体が折れる等して崩壊すると評価する。ここでは必要であれば安全率を考慮することもできる。
【００６１】
構造修正部５は、図１に示すように、最大荷重Ｌｍが耐荷重Ｌｒより大きい時に、船体局部構造モデルＭ２１の一部を修正する構造修正手段Ｃ５を備えて構成される。
【００６２】
そして、評価部４において、この船体は水中爆発によって崩壊すると評価した場合は、船体構造を再検討し、板厚を増したり、補強部材を設けて補強し、新たな船体の断面に対する船体局部構造モデルＭ２１を作成し、残存強度解析部３における解析を繰返す。その結果、ＯＫとの評価を得た船体構造が想定規模の水中爆発に耐え得る船体構造となる。
【００６３】
次に、この評価システム１による船体強度の評価方法について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００６４】
先ず、荷重解析部２において、図５に示すような船体全体の構造（対称性を有する時はその部分、例えば、船体の片舷側半分等）を表すＦＥＭ（有限要素法）モデルＭ１１と、図６に示すような流体を表す流体モデルＭ１２を作成して、図７に示すように、構造モデルＭ１１と流体モデルＭ１２とを連成させた連成モデルＭ１を作成する。この構造モデルＭ１１には、材料非線形、大変形、歪速度依存性等を考慮した構造要素を採用し、また、流体モデルＭ１２には、水中（ここでは海中を含む）を模擬する流体要素としては、体積弾性率で水又は海水の特性を入れた圧縮性の流体要素を採用し、必要に応じて、大気中を模擬する流体要素として、圧縮性を考慮した理想気体の状態方程式に従う流体要素を採用する。
【００６５】
次に、爆発に関しては、水中爆発を模擬する流体モデルの作成でその影響を計算に入れるが、流体モデルの一部を水中爆発の発生源となる流体要素にする場合は、この炸薬条件を加味した流体モデルを所定の位置に配置する。この炸薬の爆発においては、通常用いられているＪＷＬ方程式(Jones-Wilkins-Lee) と呼ばれる密度、エネルギーと圧力の関係を表す状態方程式を使用したり、圧縮されたガス体を使用してモデル化している。そして、この流体要素に炸薬条件に相当する初期条件を与えることにより、バブルの発生から収縮までの爆発の影響を入れることができる。
【００６６】
そして、連成モデルＭ１に対して、構造強度解析手段Ｃ２１で、衝撃波とバブルの影響や流体と構造の連成と一連の水中爆発による現象を考慮した解析を行う。つまり、水中爆発の現象を時々刻々追いながら各要素の挙動に関して、時刻歴ベースの動的解析を行って、水中爆発の初期衝撃波、バブルパルス、バブルジェット（登録商標）等によって船体が振動する挙動を得る。
【００６７】
この解析結果から得られる船体挙動は動的な挙動であり、初期衝撃波とバブル影響の発生するタイミングがずれる。そして、この船体応答として算出される縦曲げモーメント（荷重）の時刻歴から、特に、船体中央部が上に凸になるようなホグモーメントの最大値であるホグ最大モーメントＬｍ１と、船体中央部が上に凹になるようなサグモーメントの最大値であるサグ最大モーメントＬｍ２を求める。
【００６８】
そして、計算上必要な補正や、想定海象に応じた波浪荷重モーメント等の補正を必要に応じて行い、サグ最大、ホグ最大を区別して評価する。
【００６９】
一方、残存強度解析部３において、破損部分検出手段Ｃ３１や残存構造最終強度解析手段Ｃ３２を使用して残存強度解析を実施する。
【００７０】
この残存強度解析では、最初に、破損部分検出手段Ｃ３１で、最も過酷な状態となる船体の断面、即ち最大荷重の船体断面の船体局部構造モデルＭ２１に対して、流体モデルの一部を水中爆発の発生源となる流体要素にしたりする等して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成し、この模擬する流体モデルによって発生する水中爆発の影響を取り入れて、連成モデルＭ２の挙動を時刻歴で解析する。
【００７１】
この解析における連成モデルＭ２の挙動から、水中爆発によって発生する荷重を船体を構成する各構造要素毎に算出し、この荷重により、各構造要素が破損するか否かを判定して、対象とする船体局部構造モデルＭ２１の破損部分を検出する。
【００７２】
そして、残存構造最終解析手段Ｃ３２により、この破損部分を計算対象の船体断面から除去して得られる残存構造モデルＭ３に対して、この残存構造モデルＭ３の船体の断面を構成するスチフナ付きパネル要素等の構造要素の弾塑性崩壊を考慮した解析を行う。
【００７３】
そして、この解析では、船体断面に縦曲げの曲率を強制変位で与え、船体断面を構成する構造要素毎に強制変位によって発生する応力によって破損する構造要素を探すと共に、構造要素の面内力から発生モーメントを求める。次のステップでは、更に、この破損を考慮した上で、船体断面に与える縦曲げの曲率（強制変位）を増加し、この状態で発生する応力を再分配し、同様な解析を繰り返す。この繰り返し計算により、船体断面を構成する船体断面構成要素の破損を逐次追って、各曲率における船体断面のモーメントを算出する。このように曲げの曲率を増加しながら次々に要素を破損させ、縦軸に対象断面に働くモーメントを、横軸に船体梁の曲げ曲率をとった曲線を求める。
【００７４】
この曲げ曲率は船体がホグ及びサグ状態となることを示す。最初の要素が破損する時点が初期破壊であるが、この時点ではまだ船体に残存強度があり、曲げ曲率が増加するに連れて、発生モーメントは上昇するが、曲げ曲率が大きくなっても、それ以上モーメントが大きくならない最大絶対値（ホグの場合は最大値、サグの場合は最小値）が存在し、この発生モーメントが最終強度（崩壊モーメント）となるので、これをホグの耐モーメント（耐荷重）Ｌｒ１、または、サグの耐モーメント（耐荷重）Ｌｒ２とする。
【００７５】
評価部４の評価手段Ｃ４１により、荷重解析部２から船体構造を模擬した構造モデルＭ１１に関する最大モーメント（最大荷重）Ｌｍと、船体断面を模擬する残存構造モデルＭ３に関する耐モーメント（耐荷重）Ｌｒを比較し、船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価する。この評価はホグとサグを区別して行い、ここでホグ耐モーメントＬｒ１がホグ最大モーメントＬｍ１を超え、かつ、サグ耐モーメントＬｒ２がサグ最大モーメントＬｍ２を超えていれば（ＹＥＳ）、この想定された規模の水中爆発に船体は崩壊せずに耐え得る（ＯＫ）と評価する。
【００７６】
一方、ホグ耐モーメントＬｒ１がホグ最大モーメントＬｍ１を超えていないか、又は、サグ耐モーメントＬｒ２がサグ最大モーメントＬｍ２を超えていなければ（ＮＯ）、この規模の水中爆発を受けた場合には、船体が折れる等して崩壊すると評価する。
【００７７】
そして、評価部４において、この船体は水中爆発で崩壊する（ＮＯ）と評価した場合は、構造修正部５において、船体構造を再検討し、板厚を増したり、補強部材を設けて補強し、新たな船体局部構造モデルＭ２１を作成し、残存強度解析部３における残存強度解析を繰返すか、又は、計算を終了する。この繰り返し計算の結果、ＯＫとの評価を得た船体が想定規模の水中爆発に耐え得る船体構造となる。
【００７８】
上記の構成の船体強度の評価システム１及び船体強度の評価方法では、構造と流体を連成させて構造物の挙動を時刻歴で解析する荷重解析手段Ｃ２により、評価対象の船体を模擬する構造モデルＭ１１と該船体の周囲を模擬する流体モデルＭ１２との連成モデルＭ１に対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成して、この水中爆発によって船体に発生する最大荷重Ｌｍを算出する。
【００７９】
それと共に、構造物に作用する力を時刻歴で解析する破損部分検出手段Ｃ３１により、評価対象の船体の部分構造を模擬する船体局部構造モデルＭ２１と該船体局部構造の周囲を模擬する流体モデルＭ２１とから構成される連成モデルＭ２に対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成して、この水中爆発によって受ける船体局部構造モデルＭ２１の破損部分を検出する。
【００８０】
更に、構造モデルの最終強度を算出する最終強度解析手段により、破損部分を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルＭ３に対して、この残存構造モデルＭ３が耐え得る最大荷重である耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２を算出し、最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２と耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２とを比較し、評価対象の船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価する。
【００８１】
更に、ホグ最大荷重Ｌｍ１がホグ耐荷重Ｌｒ１より大きいか、又は、サグ最大荷重Ｌｍ２がサグ耐荷重Ｌｒ２より大きい時に、船体の断面構造モデルＭ２の一部を修正して、破損要素検出手段Ｃ３１で、修正した断面構造モデルＭ２に対して、水中爆発によって受ける破損部分を検出して、この破損部分を考慮した船体の新たな残存断面構造を求めて、残存構造最終強度解析手段Ｃ３２により、新たな残存構造を模擬する新残存構造モデルＭ３に対して、この新残存構造モデルＭ３が耐え得る最大荷重である新耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２を算出して、最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２と新耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２とをそれぞれ比較し、新耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２が最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２よりそれぞれ大きくなった時に、水中爆発によっても崩壊しない船体構造を得られたとし、得られない時は、得られるまで、船体局部構造モデルＭ２の一部を修正し、耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２の算出、最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２と耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２のそれぞれの比較を繰り返すか、又は、計算を終了する。
【００８２】
従って、実用的な規模の計算で、魚雷や機雷などの水中爆発を受ける船体の強度の評価を効率的に精度良く行うことができる。
【００８３】
特に、従来技術では、一連の現象を部分的に仮定を設けて解析していたために、近接水中爆発による損傷を考慮した縦曲げ残存強度の評価を精度良く行うことができなかったが、本発明では、この近接水中爆発による船体の挙動を時系列的に連続したシミュレーションによって解析し、その最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２と、近接水中爆発によって損傷を受けた船体が耐え得る耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２とをそれぞれ比較することにより、合理的な解析を実施することが可能となった。そのため、従来技術では、評価できなかった近接水中爆発による損傷を考慮した船体の残存構造の最終強度の評価ができるようになった。
【実施例】
【００８４】
近接水中爆発による船体縦曲げ強度解析における縦曲げモーメント解析部の船体挙動解析の妥当性を検討するために、直方体形状の試験体に関する解析計算と水槽試験を行い、両者の結果を比較検討した。
【００８５】
解析計算に関しては、試験体（直方体）の対称性から、解析モデルを１／４モデルとし、シェル要素でモデル化した。この試験体を模擬する構造要素Ｍ１１Ａについては、図８に示すような要素分割を行った。また、図９に示すような流体・構造連成モデルＭ１Ａを用いた。流体モデルの上部には空気層を模擬する流体要素モデルＭ１２Ａａを設け、下部は水を模擬する流体要素モデルＭ１２Ａｂを設けた。この流体要素モデルＭ１２Ａの数は約５０万要素となった。
【００８６】
そして、流体と構造の連成には「ＭＳＣ．Ｄｙｔｒａｎ（登録商標）」の「ＡＬＥ（Arbitrary Lagrange-Euler Coupling)機能」などを用い、爆発ガスの状態方程式には理想気体状態方程式を用いた。水中爆発を模擬する初期条件は、試験体の無い自由表面下の状態でパラメータサーベイを行い、この状態で、バブル最大半径が１０ｃｍとなるように設定した。
【００８７】
試験では、図１２に示すような試験装置で、アルミ製の試験体４０を、覗き窓４２を備えた試験水槽４１に浮かべ、細線爆破装置４３と電極４４を有する模擬水中爆発装置を用いた。
【００８８】
試験体４０は長さ２．４ｍ，幅０．３ｍ，深さ０．１ｍの薄板構造（シェル構造）である。また、試験体４０の底面に圧力計（圧力ゲージ）４６を設け表面圧力を計測した。そして、試験体４０の前部、中央部、後部の各変位をレーザー変位計４５ｆ，４５ｍ，４５ａを用いて計測した。バブルの挙動は、覗き窓４２越しに高速度カメラ４７で撮影した。
【００８９】
この模擬水中爆発装置では、電極４４から延びた金属細線Ｐに、細線爆破装置４３の電気を貯めたコンデンサから大電流を短時間で流し、この金属細線Ｐを水中で溶融、気化させて爆発を模擬する。この細線爆発は、初期衝撃波を含めて炸薬を用いた爆発に類似しているので、バブル挙動の観察には有効な方法である。なお、試験時の爆発バブルの計画値は、試験体４０無しの自由表面状態でバブル最大半径が約１０ｃｍであり、これになるように、予め細線爆破装置４３コンデンサに蓄える電気エネルギー量を調整した。
【００９０】
図１３に、試験体４０が無い自由表面下における水中爆発で発生したバブル半径の時間変化の解析結果Ｃと試験結果Ｅを示す。試験で実際に発生したバブルの最大半径は１１ｃｍであった。解析結果Ｃと試験結果Ｅを比較すると略同じ時間変化を示し、大きさも略一致している。なお、爆発中心Ｐは水深３０ｃｍとしている。また、爆発中心Ｐから３０ｃｍの距離に設置した圧力計４６で計測した圧力の時刻歴（図示しない）によれば、爆発直後に生じた初期衝撃波とバルブの収縮により発生したバブルパルスが計測された。
【００９１】
図１４〜図１６に、試験体４０の前部と中央部と後部の変位の時刻歴を示し、図１７に端部と中央部の相対変位（曲げ変位）の時刻歴を示す。試験体４０の中央部は、最初は初期衝撃波で上に持ち上げられ、その後は、ホグ最大となり、バブルの収縮と同調してサグ状態に移行する。そして、サグ最大の後にバブルジェット（登録商標）が試験体４０の底面に当たる。解析結果Ｃも試験結果Ｅと略同等の挙動を示している。また、大きさも略一致している。      
【００９２】
なお、試験では、同時にバブルの挙動を高速撮影しており、この映像と解析結果を比較してみたところ、解析結果はバブルの膨張及び収縮や、バブルが試験体に向かって移動していく様子も模擬しており、試験結果と良く対応していることが分かった。
【００９３】
これらの試験結果と解析計算結果との比較により、水中爆発直後に発生する初期衝撃波とバブルパルス、バブルの膨張と収縮、爆発近傍に構造が存在するときのバブル挙動、近接水中爆発を受ける船体の挙動を模擬できることが分かり、荷重解析部における陽解法汎用ＦＥＭプログラム等を用いた解析計算による、構造モデルと流体モデルからなる連成モデルの解析の妥当性を確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】船体強度の評価システムの構成を示す図である。
【図２】図１の荷重解析部の構成を示す図である。
【図３】図１の残存強度解析部の構成を示す図である。
【図４】船体強度の評価手段を示す図である。
【図５】船体解析に関する構造要素の分割要素を示す図である。
【図６】船体解析に関する流体要素の分割要素を示す図である。
【図７】船体解析に関する流体・構造連成モデルを示す図である。
【図８】試験体解析に関する構造要素の分割要素を示す図である。
【図９】試験体解析に関する流体・構造連成モデルを示す図である。
【図１０】試験体解析に関する流体要素の分割要素を示す図である。
【図１１】図１０の流体要素の爆発点近傍の分割要素を示す拡大図である。
【図１２】試験装置の構成図である。
【図１３】自由表面下の水中爆発の解析結果と試験結果のバブル半径の時刻歴の比較図である。
【図１４】試験体に対する解析結果と試験結果の前部変位の比較図である。
【図１５】試験体に対する解析結果と試験結果の中央部変位の比較図である。
【図１６】試験体に対する解析結果と試験結果の後部変位の比較図である。
【図１７】試験体に対する解析結果と試験結果の曲げ変位の比較図である。
【図１８】近接水中爆発の過程の説明図で、爆発初期を示す図である。
【図１９】近接水中爆発の過程の説明図で、初期衝撃波を示す図である。
【図２０】近接水中爆発の過程の説明図で、バブル発生を示す図である。
【図２１】近接水中爆発の過程の説明図で、バブル膨張を示す図である。
【図２２】近接水中爆発の過程の説明図で、バブル収縮を示す図である。
【図２３】近接水中爆発の過程の説明図で、バブルジェット（登録商標）を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  船体強度の評価システム
２  荷重解析部
３  残存強度解析部
４  評価部
５  構造修正部
Ｃ１    船体強度評価手段
Ｃ２    荷重解析手段
Ｃ２１  構造強度解析手段
Ｃ３    残存強度解析手段
Ｃ３１  破損部分検出手段
Ｃ３２  残存構造最終強度解析手段
Ｃ４    評価手段
Ｃ５    構造修正手段
Ｌｍ    最大荷重（最大モーメント）
Ｌｍ１  ホグ最大荷重（ホグ最大モーメント）
Ｌｍ２  サグ最大荷重（サグ最大モーメント）
Ｌｒ    耐荷重（耐モーメント）
Ｌｒ１  ホグ耐荷重（ホグ耐モーメント）
Ｌｒ２  サグ耐荷重（サグ耐モーメント）
Ｍ１，Ｍ１Ａ  連成モデル
Ｍ１１，Ｍ１１Ａ  船体を模擬する構造モデル
Ｍ１２，Ｍ１２Ａ  流体モデル
Ｍ２    連成モデル
Ｍ２１  船体局部構造モデル
Ｍ２２  流体モデル
Ｍ３    残存構造モデル
【要約】
【課題】  実用的な規模の計算で、魚雷や機雷などの水中爆発を受ける船体の強度の評価を効率よく行うことができる船体強度の評価方法及び船体強度の評価システムを提供する。
【解決手段】  評価対象の船体を模擬する構造モデルＭ１１と流体モデルＭ１２との連成モデルＭ１に対して、水中爆発を模擬する流体モデルを作成し、船体に発生する最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２を算出すると共に、評価対象の船体の部分構造を模擬する船体局部構造モデルＭ２が水中爆発によって受ける破損部分を検出して、該破損部分を考慮した残存断面構造を模擬する残存構造モデルＭ３に対して、耐え得る最大荷重である耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２を算出し、前記最大荷重Ｌｍ１，Ｌｍ２と前記耐荷重Ｌｒ１，Ｌｒ２とを比較して、評価対象の船体が水中爆発によって崩壊するか否かを評価する。
【選択図】  図１
【図１】
0003686420.tif 000002
【図２】
0003686420.tif 000003
【図３】
0003686420.tif 000004
【図４】
0003686420.tif 000005
【図５】
0003686420.tif 000006
【図６】
0003686420.tif 000007
【図７】
0003686420.tif 000008
【図８】
0003686420.tif 000009
【図９】
0003686420.tif 000010
【図１０】
0003686420.tif 000011
【図１１】
0003686420.tif 000012
【図１２】
0003686420.tif 000013
【図１３】
0003686420.tif 000014
【図１４】
0003686420.tif 000015
【図１５】
0003686420.tif 000016
【図１６】
0003686420.tif 000017
【図１７】
0003686420.tif 000018
【図１８】
0003686420.tif 000019
【図１９】
0003686420.tif 000020
【図２０】
0003686420.tif 000021
【図２１】
0003686420.tif 000022
【図２２】
0003686420.tif 000023
【図２３】
0003686420.tif 000024