高度船舶復原性評価のためのハイブリッド船体極限運動予測法の構築

米国アイオワ大学にて開発が進められているRANS Solver・CFDSHIP-lowaコードを導入し、CFDを用いたプローチング予測のための数値モデリングについて検討した。定量的なブローチング予測に必要となる、横傾斜により誘起される非線形操縦流体力、左右揺れと横揺れの非線形連成影響について、ONRタンブルホーム船型模型を用いて平水中を横傾斜角10度で曳航、および斜航角5度で曳航する模型試験を実施し、CFD計算との比較を行った。その結果、総グリッド数350万点の計算で従来のポテンシャル理論に比べて高精度で推定可能であった。但し、高速域(Fn=0.4〜0.6)では低速域に比べて精度が低下する傾向があり、これはグリッド数の不足に起因するものではないことを確認した。更に、同コードをコンテナ船の波浪中復原力変動問題に適用したが、向波中復原力変動の平均値および振幅については、従来のポテンシャル理論よりも推定精度が劣る結果となった。また、メッシュレスで流体の大変形を取り扱うことのできる粒子法を用いて、パラメトリック横揺れ防止装置としてのアンチローリングタンクの性能推定を試みた。両ウィングタンク底面に造渦促進用の邪魔板を装備し、粘性影響が大きいと考えられるダクト高さ0.75cmという狭水路の場合でも、粒子間隔を0.05cm、総粒子数5万個という解像度にて、タンク水の移動周期および粘性による自由減衰を実用的な精度で推定できることを確認した。さらに、最新のポストパナマックスコンテナ船について粒子法を援用したタンク装備船のパラメトリック横揺れ予測シミュレーションと自由航走模型実験の比較を行い、その発生領域および横揺れ振幅が精度良く求められることを確認した。これにより、模型実験を全く必要としないパラメトリック横揺れ防止装置としてのアンチローリングタンクの実用的な設計が可能となった。

米国アイオワ大学にて開発が進められているRANS Solver・CFDSHIP-lowaコードを導入し、CFDを用いたプローチング予測のための数値モデリングについて検討した。定量的なブローチング予測に必要となる、横傾斜により誘起される非線形操縦流体力、左右揺れと横揺れの非線形連成影響について、ONRタンブルホーム船型模型を用いて平水中を横傾斜角10度で曳航、および斜航角5度で曳航する模型試験を実施し、CFD計算との比較を行った。その結果、総グリッド数350万点の計算で従来のポテンシャル理論に比べて高精度で推定可能であった。但し、高速域(Fn=0.4〜0.6)では低速域に比べて精度が低下する傾向があり、これはグリッド数の不足に起因するものではないことを確認した。更に、同コードをコンテナ船の波浪中復原力変動問題に適用したが、向波中復原力変動の平均値および振幅については、従来のポテンシャル理論よりも推定精度が劣る結果となった。また、メッシュレスで流体の大変形を取り扱うことのできる粒子法を用いて、パラメトリック横揺れ防止装置としてのアンチローリングタンクの性能推定を試みた。両ウィングタンク底面に造渦促進用の邪魔板を装備し、粘性影響が大きいと考えられるダクト高さ0.75cmという狭水路の場合でも、粒子間隔を0.05cm、総粒子数5万個という解像度にて、タンク水の移動周期および粘性による自由減衰を実用的な精度で推定できることを確認した。さらに、最新のポストパナマックスコンテナ船について粒子法を援用したタンク装備船のパラメトリック横揺れ予測シミュレーションと自由航走模型実験の比較を行い、その発生領域および横揺れ振幅が精度良く求められることを確認した。これにより、模型実験を全く必要としないパラメトリック横揺れ防止装置としてのアンチローリングタンクの実用的な設計が可能となった。