耐航性能に対する水面上の船型形状の影響に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02452187
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 高木 幹雄 広島大学, 工学部, 教授 (00038556)
• 研究分担者: 岩下 英嗣 広島大学, 工学部, 助手 (60223393) ; 肥後 靖 広島大学, 工学部, 助教授 (20156582) ; 仲渡 道夫 広島大学, 工学部, 教授 (20034324)
• キーワード: 3次元特異点法 / 計算精度向上 / 抵抗増加 / NeumannーKelvin問題 / Unified Theory / Hybrid法 / 水面上部形状

研究概要

昨年に引続き、上記研究課題について研究を行った。今年度の研究で得られた研究成果は次の通りである。
(1)3次元特異点法における核関数の計算精度向上を計る推定法を開発した。さらに本方法を通常船型に適用して境界値問題を解いた結果、船体全体に働く流体力の推定精度を向上させるには、船体表面の要素分割数を増やすことが必須であることが判明した。
(2)造波理論におけるNeumannーKelvin問題において抵抗増加を計算する時のvalidationのよりどころとなる理論式の展開を試みた。この結果、NeumannーKelvin問題のようなinconsistentな理論を取り扱うためには運動量理論の展開において丸尾の抵抗増加公式にinconsistencyに起因する付加項が必要になることを数値計算と実験から明らかにした。
(3)肥大船型に働く流体力に関して、3次元特異点法を用いて推定し実験結果と比較検討した結果、前進速度のある場合は短波長領域において1次および2次の流体力の推定精度が悪くなることが判明した。この問題については、更に検討する必要がある。
(4)Unified Theoryの解を用いたHybrid法による新しい計算法を開発した。本方法は船体の3次元影響を十分に考慮にいれたもので、細長体理論の短所を補うものである。
(5)波強制力ならびに抵抗増加に対する水面上部形状の影響を調べるために水槽実験を行った結果、水面上部構造物の影響は非常に小さい。しかしながら、その影響は、抵抗増加に僅かに現れていることが判明した。今回の実験結果からも明らかなように、1次の流体力は比較的よく推定できるのに対し、船体周りの非定常波や抵抗増加については計測値との間に相当の食い違いがある。自由表面条件に定常撹乱の影響を取り入れるなどして、理論の改良を行っていく必要がある。

研究成果

• [文献書誌] 肥後 靖,河 文根: "波浪中を航行する固定物体に働く抵抗増加に関する研究" 日本造船学会論文集. 第169号. 75-83 (1991)
• [文献書誌] Mikio Takaki,Hidetsugu lwashita,Xin Lin: "Calculation Formulas for the Hydrodynamic Force on a Local NonーSlender with Forward Speed" Memoirs of the Faculty of Engineering,Hiroshima University. Vol.11,No.2,. (1992)
• [文献書誌] Hidetsugu Iwashita: "Evaluation of the AddedーWaveーResistance Green Function Distribution on a Panel" Memoirs of the Faculty of Engineering,Hiroshima University. Vol.11,No.2,. (1992)
• [文献書誌] 岩下 英嗣,伊東 章雄,岡田 哲夫,大楠 丹,高木 幹雄,溝口 純敏: "斜波中を航走する肥大船に働く波力について" 日本造船学会論文集. 第171号. (1992)
• [文献書誌] 高木 幹雄: "船型要素を考慮した船首乾舷の推定" 日本造船学会論文集. (1992)