船舶における機能要件された限界設計手法に関する研究

船舶の機関が全て停止して、厳しい自然に翻弄される状況をデットシップ状態といい、機能要件化された規則では、その状態での転覆の可能性が十分に小さいことが要求される。これまで、こうした状況での転覆については横波中の同調横揺れ状態が考えられてきたが、最近の船舶に採用されることの多くなったバトックフロー船型においては、横揺れ減衰力が十分でないと、同調時よりも固有周期の半分程度の波が入射した時の方が大きな横揺れが発現することを実験的に発見した。11万総トン型のクルーズ客船の模型を作成し、このパラメトリック横揺れに及ぼす、波高影響、横揺れ減衰力の影響等を調査した。その結果、ある波高以下ではパラメトリック横揺れが発現しないこと、また波高が増加してもある横揺れ角度以上にはならないことが分かった。また、横揺れ減衰力については、ビルジキールの大きさを変化させて、その影響を調べた結果、ビルジキールなしでは27°の大振幅横揺れが発現したが、同船に設計されている寸法のビルジキールではパラメトリック横揺れが全く発現しないこと、またビルジキールの寸法を減少させると、突然パラメトリック横揺れが発現することなどが判明した。このパラメトリック横揺れについて、1次元の横揺れ方程式を用いたシミュレーションを行った。この時、復原力の計算にはフルードクリロフの仮定に基づく波の影響を考慮している。その結果、ビルジキールがない場合には、模型実験で得られたものとほぼ一致するパラメトリック横揺れが得られた。ただし、波高および横揺れ減衰力に対するパラメトリック横揺れ振幅の変化については、実験値とは違う傾向がみられ、さらに検討を行う必要性があることが分かった。

船舶の機関が全て停止して、厳しい自然に翻弄される状況をデットシップ状態といい、機能要件化された規則では、その状態での転覆の可能性が十分に小さいことが要求される。これまで、こうした状況での転覆については横波中の同調横揺れ状態が考えられてきたが、最近の船舶に採用されることの多くなったバトックフロー船型においては、横揺れ減衰力が十分でないと、同調時よりも固有周期の半分程度の波が入射した時の方が大きな横揺れが発現することを実験的に発見した。11万総トン型のクルーズ客船の模型を作成し、このパラメトリック横揺れに及ぼす、波高影響、横揺れ減衰力の影響等を調査した。その結果、ある波高以下ではパラメトリック横揺れが発現しないこと、また波高が増加してもある横揺れ角度以上にはならないことが分かった。また、横揺れ減衰力については、ビルジキールの大きさを変化させて、その影響を調べた結果、ビルジキールなしでは27°の大振幅横揺れが発現したが、同船に設計されている寸法のビルジキールではパラメトリック横揺れが全く発現しないこと、またビルジキールの寸法を減少させると、突然パラメトリック横揺れが発現することなどが判明した。このパラメトリック横揺れについて、1次元の横揺れ方程式を用いたシミュレーションを行った。この時、復原力の計算にはフルードクリロフの仮定に基づく波の影響を考慮している。その結果、ビルジキールがない場合には、模型実験で得られたものとほぼ一致するパラメトリック横揺れが得られた。ただし、波高および横揺れ減衰力に対するパラメトリック横揺れ振幅の変化については、実験値とは違う傾向がみられ、さらに検討を行う必要性があることが分かった。