高速船の耐航性能の推定法に関する研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04402037
• 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: 河 文根 広島大学, 工学部, 助手 (20240880) ; 岩下 英嗣 広島大学, 工学部, 助教授 (60223393) ; 肥後 靖 広島大学, 工学部, 助教授 (20156582) ; 茂里 一紘 広島大学, 工学部, 教授 (90011171) ; 仲渡 道夫 広島大学, 工学部, 教授 (20034324)
• キーワード: 高速船の耐航性能 / 波動場 / Kochin関数 / 3次元特異点法 / 波浪中抵抗増加 / 砕波現象 / スプレイwhisker / スプレイ抵抗

研究概要

高速船の耐航性能の推定法の開発を目的として、排水量型高速船ならびに滑走型高速船の二種類について研究を行った。まず、排水量型高速船の耐航性能の推定に関しては、既存の推定法がどの程度適用可能かについて、数値計算と水槽試験を実施することにより次の結論を得た。
(1)波浪中における高速漁船の船体運動は、ストリップ法による推定値が実験値と比較的よい一致を示した。適用範囲の上限はFn=0.6程度と思われる。
(2)半没楕円体にに働く波強制力に関しては、ストリップ法、unified theory および3次元特異点法による推定値は実験値と比較的良好な一致を示すことずが判明した。特にsurge方向の波強制力は、3次元特異点法によりFn=0.5程度でも実験値をよく推定することが分かった。
(3)波動場としてdiffraction waveの波形を取り上げ、理論値と計測値との比較を行った結果、砕波現象の顕著な船首近傍を除けば、3次元特異点法による理論波形と計測波形は比較的よく一致する。ただしKochin関数レベルでみると、計測波形の振幅が理論値よりも全体的に大きくなることが判明した。
(4)波浪中抵抗増加に関しては、船首近傍の砕波現象により持ち去られるエネルギーが急激に増加し、理論推定値よりも大きくなることが判明した。次に、滑走型高速艇に働く圧力ならびにスプレイ抵抗に関して実験を実施し、次のことが判明した。
(1)柱状滑走模型の底面圧力分布は速度の違いに関係なく同一の傾向を示し、スプレイroot line付近で急激に大きくなる。
(2)スプレイwhisker領域における流速は前部から後部にかけて速くなり、またスプレイ厚さは厚くなる。
(3)柱状滑走体のスプレイ抵抗は速度が増加するにつれて大きくなり、圧力抵抗の中での割合はFn=1.34で約38%を占める。

研究成果

• [文献書誌] Mikio Takaki,H.Iwashita&Xin Lin: "Hydrodynamic Forces on a Ship with Forward Speed in Waves" Proc.1992 Int.Ocean Space & Resource Utilization Seminar and 29th Ocean Eng.Res.Workshop. 347-369 (1992)
• [文献書誌] Mikio Takaki,H.Iwashita & Xin Lin: "Calculation Formula for Determining the Hydrodynamc Forces on Locally Non-Slender Ship with Forward Speed" Memoirs of the Faculty of Engineering,Hiroshima Univ.Vol.11 NO.2. 11-19 (1992)
• [文献書誌] Hidetsugu Iwashita,Mikio Takaki & Xin Lin: "Combined Boundary-Integral Equations Method for Ship Motions in Waves" 西部造船会々報. 85. (1993)
• [文献書誌] 岩下 英嗣,伊東 章夫,岡田 哲男,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(第2報)" 日本造船学会論文集. 173. (1993)
• [文献書誌] 小原 茂明,仲渡 道夫: "自由表面を航走する圧力分布が造る波の数値解析" 日本造船学会論文集. 171. 413-424 (1992)
• [文献書誌] 河 文根,仲渡 道夫: "風と曳き波に遭遇した競争艇の挙動について" 西部造船会々報. 85. (1993)