最適設計手法を用いた高性能船の開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850097
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田中 一朗 大阪大学, 工学部, 教授 (30028964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 天下井 清 北海道大学, 水産学部, 助教授 (50001623) ; 仲渡 道夫 広島大学, 工学部, 教授 (20034324) ; 池畑 光尚 横浜国立大学, 工学部, 教授 (10114969) ; 鈴木 敏夫 大阪大学, 工学部, 教授 (80029107)
• Keywords: 影響関数 / 非線形計画法 / 船型パラメタ / バルブ / 粘性低抗 / 造波低抗 / 画像処理

Research Abstract

船舶の推進性能における省エネルギ-化の要望に答えるべく、近年の低抗・推進性能推定の方法と模型実験結果を併用し、最適化手法を用いて高性能船を実現させることが目的とし、以下の調査研究を行ったので得られた結果を示す。
1、フレ-ムラインの改良による粘性低抗軽減を目的とし、影響関数法を用いた最適低抗船型設計支援システムを作成した。すなわち船型を相当回転体半径及び4パラメタ-を持つ拡張ルイスフォ-ム変換により表現し、任意断面のパラメタ-の単位増分によるフレ-ムライン変化と低抗増分の関係を船長方向の関数(影響関数)として求め、これを表示するシステムとした。その結果摩全般的にビルジを丸めるよう指示し、圧力低抗軽減には船尾部で幅を狭くするよう指示する結果を得た。
2、プリズマ曲線を改良する目的で回転体の半径増分分布と粘性低抗増分の関係(影響関数)を数値的に求める手法を開発すると共に、逐次線形計画法による最適形状を得るシステムを開発した。その結果排水量、最大半径一定の拘束条件を課した場合、平行部を持ち、後半部では半径分布に曲率の変化のないものが低抗の極地を持つことがわかった。
3、主船体から分離されストラットで支持されたエアシップ型バルブを持つ排水量型高速船型を開発すると共に、計画速力43ノットで主船体形状とバルブ形状をSUMUT法により最適化した。その結果、排水量型で排水量長比が高いことを考慮すれば、揚力支持型船型等に十分匹敵する造波低抗最小の高速船型が得られた。
4、2次元スリットを通した通常照明を用いたステレオ写真による3次元速度成分計測法を開発し、画像処理法による流場計測の実用化の見通しを得た。

Research Products

• [Publications] 余 志慶、田中 一朗: "Shaping an Axisymmetric Body for Reducing Viscous Resistance with the Use of Infuruence Function" 関西造船協会誌. 215. 19-34 (1991)
• [Publications] 平工 良三,鈴木 敏夫: "トレ-サ画像による流場計測の一手法(第2報)" 関西造船協会誌. 213. 59-64 (1990)
• [Publications] 川勝 充、平工 良三,鈴木 敏夫: "トレ-サ画像による流場計測の一手法(第3報)" 関西造船協会誌. 215. 77-81 (1991)