高速船の甲板海水打ち込みの推定に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08405065
• 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: 林 欣 広島大学, 工学部, 助手 (20263725) ; 岩下 英嗣 広島大学, 工学部, 助教授 (60223393) ; 土井 康明 広島大学, 工学部, 助教授 (10134454) ; 斉藤 公男 広島大学, 大学院・国際協力研究科, 教授 (50029279) ; 馬場 栄一 広島大学, 工学部, 教授 (30274129)
• キーワード: 不安定運動 / 安全性向上 / 3次元パネル法 / 定常船首波形 / 干渉影響 / 船首形状 / 上下揺付加質量

研究概要

波浪中を高速で航行する船舶の安全性検討するために、今年度はこれまでに行われてきた高速船の動的不安定動揺に関する研究調査を行うと共に、船首形状の異なる2隻の高速模型船を製作して水槽実験を行い、理論並びに実験の両面から波浪中における高速船の運動性能について検討を行った。得られた主な成果は次のとうりである。
(1)文献調査により高速船の事故原因の大半は、その動的不安定性と強い関連が有ることが判明した。高速船の安全性向上のために、この動的不安定性を引き起こす流体力特性の解明が急務である。
(2)前進速度Fn=0.6までは、上下揺付加質量利用を除いて従来の理論により推定可能であることが、水槽実験との比較から明らかになった。特に、3次元パネル法は実験値を良く推定できる。
(3)既存の線形理論は、波浪中における高速船の上下揺性能に大きく影響を与える上下揺付加質量係数を過小評価している。今後、この流体力係数の推定法の改善が必要である。
(4)定常流体力と非定常流体力との干渉影響の推定には、従来のグリーン関数を用いたNeuman-Kelvinの方法よりも、3次元パネル法を用いた方が良い。
(5)定常流体力と非定常流体力との干渉影響は、前進速度が大きくなるにつれて増大する。特に定常船首波形は水面上の船首形状の影響を受けるため、船首甲板への海水打ち込みを含めた波浪中の耐航性を精度良く推定するために、先のパネル法を改良した新たな理論の提案が必要である。

研究成果

• [文献書誌] Mikio Takaki: "Prediction of Hydrodynamic Forces on High Speed Vessels" Proceedings of the 7^<th> International OFFSHORE AND POLAR ENGINEERING CONFERENCE. I. 277-284 (1997)
• [文献書誌] Mikio Takaki: "Literature Research on Unstable Motions of High Speed Marine Vessels" Report of ITTC HSMV Committee Meeting at DMI. 1-26 (1997)
• [文献書誌] Eiichi Baba: "Design of Hull Propulsion for River Ships" Proceedings of International Maritime Conference Indonesia. VIII. 1-7 (1997)
• [文献書誌] U.C.Jeong: "Numerical Investigation on the Turbulent and Vortical Flows Beneath the Free Surface Around Struts" Symposium on Naval Hydrodynamics. 794-809 (1997)
• [文献書誌] 斎藤公男: "船体運動からの波浪情報の推定について" 日本造船学会論文集. 182. 231-237 (1997)
• [文献書誌] Hidetsugu Iwashita: "Influence of the Steady Flow in Seakeeping of a Blunt Ship through the Free-Surface Condition" The 13^<th> International Workshop on Water Waves and Floating Bodies. (1998)