■事業の内容
数値流体力学（ＣＦＤ）による船体まわりの流れの推定法を船型開発・設計の有用なツールとし、これらを総合化して船型設計の高度化と迅速化を図ることを目的に、３カ年計画の第２年度の研究として、下記の事項について実施した。
[1] 最適船型設計法と船型設計システムの開発
[1] 船型設計システムの開発
昨年度に実施したシステムの概念設計をもとに、線図ＣＡＤとＣＦＤを統合した船型設計システムを構築するための詳細検討を行った。
[2] 計算格子の標準化に関する研究
[1] 数値解の安定性検討
ソルバーの計算スキームを再検討し、数値解の安定性や計算時間への影響について検討した。
[2] 計算格子の標準化検討
抵抗推進シミュレータ（ＮＩＣＥ code)および操縦性シミュレータ（ＷＩＳＤＡＭ code)の計算格子による誤差評価と格子の標準化を行った。また、船種別標準格子について検討した。
[3] 船体抵抗最小船型設計法の研究
[1] 粘性抵抗最小船型の設計法の検討
タンカー船型を主眼に粘性抵抗最小船型の計算プログラムの改良を行った。
[2] 造波抵抗最小船型の設計法の検討
コンテナ船型を主眼に造波抵抗最小船型の計算プログラムの改良をった。
[4] 性能の評価検討
[1] 推進性能の評価検討
二重模型の風洞による流場計測と水槽試験を行った。また、これらの結果に過去の実験データを加え、模型実験データベースの作成に着手した。
[2] 操縦性能の評価検討
船体の斜航・旋回計算法の検討を行い、計算結果について評価・検討を行った。
■事業の成果
３ヵ年計画の第２年度の研究として下記の成果を得た。
[1] 船型設計システムの開発
船型を表現する関数としてベジュエ関数を採用することにより、少ないパラメータで形状を制御でき、かつ性能に影響を与える船体形状も系統的に変更できるようになった。また線図ＣＡＤデータを用いて格子生成を行う時に形状データ形式を統一することにより容易に格子生成データが作成できるようになった。
[2] 粘性抵抗シミュレータの高度化
ＮＩＣＥ法をコンテナ船型粘性抵抗の計算に適用した結果、船尾バルブを有する痩せ型船型にも肥大船と同様に推定ツールとして使用可能であることが分かった。また、従来のＮＩＣＥ法のＮＳソルバーに改良を加え、これまでの７〜８倍もの高速で粘性流場が解けるようになった。
[3] 自航シミュレータの高度化と格子標準化
プロペラ単独旋回流、プロペラ・舵干渉流場の計算において、格子の配置が流場の推定精度に与える影響を明らかにした。また、格子分割が計算結果に及ぼす影響を調査し、水槽試験結果と比較検討を行った結果、格子分割法に関する有益な知見を得た。
[4] 操縦運動シミュレータの高度化と格子標準化
格子数は長手方向１００、ガース方向６０、放射方向３０で十分であることが分かった。また、操縦運動シミュレータの開発を行い、ＰＭＭ試験のシミュレーション、Ｚ試験のシミュレーションを行った結果、実験結果と良好な一致を見た。
[5] 模型実験
タンカー船型とコンテナ船型の２種類の船型について模型試験を実施し、抵抗・自航状態のシミュレータの高度化に有益なデータセットを得ることができた。また、この実験データのほかに過去の水槽試験データを加えて、模型試験のデータベースの作成に着手した。
[6] 船型最適化手法の開発
最小抵抗船型を計算する最適化問題として２ケースの条件を検討し、主要目、排水量、船速などの基本的な設計条件のほか、主機配置、船首尾形状などの形状条件を設定できるようにした。最小粘性抵抗の船型設計法の検討では、数式船型を対象として、粘性抵抗を低減する船型が得られることを確認した。また、最小造波抵抗の船型計算法では、コンテナ船型の造波抵抗の最小化を試みた結果、船型変化の傾向は経験ともほぼ一致する傾向が見られた。
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