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将来の海上高速輸送の担い手として従来の速度より高速な船舶の研究が盛んになっている。これらの高速船には従来の排水量型のコンセプトだけではなく、水中翼あるいは排水量型とのハイブリッドなコンセプトを用いていることが多い。また排水量型のコンセプトに限ってみても双胴船や三胴船が提案され実際に建造されつつある。一方アメリカスカップ等の外洋レースに用いられるレーシングヨットの艇体に目を転じてみると、それらの中には斬新なアイデアに基づく付加物を利用していることが多い。いずれにしてもこれらの進行浮体は付加物として主に舵のみを考えればよい排水量型単胴船という従来の概念のみでは性能をつかみきれない種類の浮体であり、流体力学的要素として没水体を含む静的浮力を有する排水量型浮体とともに水中翼やフィンキール等の揚力体を考慮せねばならず、また多胴船の場合には胴間流の影響によりたとえ排水量型といえども各胴に関しては揚力体としての取り扱いが必要になってくる。これらの浮体は複合流体力学的要素を有する進行浮体と捉えることができ、流体力学的性能を把握するためには浮体が造る自由表面流の解析が重要になる。本研究では複合流力要素として特に揚力体を有する進行浮体を対象として自由表面流解析コードを開発した。
本研究の数値解析手法のベースはMorino法およびRankine source法である。従来のMorino法は揚力体専用のコードであり、Rankine source法は自由表面流専用のコードであるが、本研究では揚力体を付加物として有する単胴船型やセーリングヨットに対してはMorino法をベースとし、多胴船に関してはRankine source法をベースとしている。各々の手法を本研究の目的に沿ったコードに改良し、数値計算を実施し本研究で実施した実験結果や公表されている実験値や計算値と比較して本研究で開発したコードの精度確認を行った。
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