付加物を考慮した実用船型の流体抵抗低減に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450399
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 鈴木 和夫 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80111699)
• Keywords: 付加物 / 流体抵抗 / 形状最適化 / 抵抗低減 / 船形最適化

Research Abstract

船型の形状決定の手法として、従来の水槽試験に基づく方法をとるとしても、最新の理論的手法によるとしても、単胴のコンセプトに基づく従来船型の形状最適化という枠組みから出ることは少ない。そのため本研究では非線形計画法を利用した理論的最適化手法を併用するとともに、主として船体に対する種々の付加物を利用した実用船型の抵抗低減を中心に実験および数値計算の両面から検討する。今年度に検討した流体抵抗低減に関する研究内容は、低速肥大船型の場合に発生する砕波抵抗のスパイク型付加物による低減、高速船型の場合の船体中心線外バルブ型付加物による造波抵抗の低減、等である。理論的流体抵抗推定手法に基づく船型最適化およびこれらの付加物の形状最適化についての検討も合わせて行った。具体的な検討項目は以下の通りである。
・数式形状で与えられる肥大船型の前面部に発生する砕波現象のスパイク型付加物等による現象変化と抵抗低減効果について基礎的な実験を実施した。
・数式形状で与えられる肥大船型について、付加物をシリーズ的に変化させた回流水槽実験および曳航試験を実施し、どのような付加物が効果的かを検討した。
・双胴高速船型について、胴間内の流場とバルブ型付加物による流場の変化および流体抵抗の変化を実験およびパネル法による数値解析により検討した。
・傾斜型船首ステム形状を有する船型について、揚力体型付加物による造波抵抗低減の可能性を実験およびパネル法による数値解析により検討した。
・以上のような問題について理論的形状最適化の検討を行った。
各項目を通して効果的な流体抵抗低減が得られた研究結果とその可能性についての情報が得られた研究結果とがあるが、いずれにしても今後に発展が見込める成果が得られた。

Research Products

• [Publications] 増田聖始, 鈴木和夫: "Rankine source法に基づく最適船形の水槽試験による検証"関西造船協会論文集. 第236号. 27-34 (2001)
• [Publications] N.E.Markov, 鈴木和夫: "Hull Form Optimization by Shift and Deformation of Ship Sections"Journal of Ship Research. Vol.45,No.3. 197-204 (2001)
• [Publications] 増田聖始, 鈴木和夫: "肥大船に関する推力減少率の最小化を目的とした船形最適化手法"関西造船協会論文集. 第237号(掲載予定). (2002)