研究の目標

船舶流体力学性能や船型設計に必要な性能関連の設計情報として、?抵抗要素、?効率要素、さらに、起振力の見地から?プロペラ位置伴流分布がある。これらの優劣が評価できる洗場のメカニズムの解明を主眼として、（1）基礎粘性流場推定法、（2）造波粘性流場推定法、（3）自航時粘性流場推定法の3つの推定法の開発を目標とした。

基礎粘性流場推定法は波の発生を考慮しない状態で粘性流場の高精度計算に着目して船体周囲流場を支配する基礎流場を数値的に解くことを目的とする。本来、自由表面を持つ水上船は、波を起こし、プロペラの作用を受けて航走するから、これらを全て考慮して解くのが正統であるが、複雑で、かつ、数値計算上の問題も残されているため、正面から一度に取り組むのは非効率的である。肥大船では粘性抵抗が全抵抗の大部分を占めており、これの解明が最も重要であることを考え、まず、波の影響をとりあえず無視した基礎粘性流場に集中して計算法を確立する。これを基盤として波の影響（造波粘性流場）とプロペラ作用の影響（自航時粘性流場）の研究を行うこととした。

（1）基礎粘性流場推定法：2重模型船流れの仮定（自由表面を固定壁と仮定し波の発生を考慮しない）で船体周囲流場（流速、圧力分布p、勇断摩擦力τ、伴流分布、伴流値1−w）、船体抵抗Cv（粘性抵抗係数で圧力係数Cvpと摩擦抵抗係数Crの和）を計算。

（2）造波粘性流場推定法：（1）に造波計算の機能を付加、波形と造波抵抗係数Cwpを含む全抵抗係数を計算する。

（3）自航時粘性流場推定法：（1）にプロペラ・サクションの影響を付加し、自航状態を想定した計算を行い、自航要素として重要な推力減少率1−tや有効伴流値1−Wの評価を可能とする。

（計算法について）

従来の流場計算は主として積分法により行われてきたが、複雑な3次元剥離を伴う肥大船船尾流場を表現する上で限界があった。本SRではこれを克服するためにRANS（レイノルズ平均ナビエ・ストークス）方程式を差分法で解いた。計算コードは、基礎基盤が強固で船尾流れ場の計算に適した実用化の期待が持てるコード（NICE法、WISDAM法）を選択、改良した。

（流場推定法の条件）

本SRの目標は船型設計に役立つ推定法の構築にある。よって、CFDによる計算方法の満足すべき条件として次のように考えた。

・計算コード：高精度/適応性/ロバストネス

・計算システム：簡便性/拡張性

・CPU：短時間（EWS：1日、スーパーコンピュータ：1H程度）

・ポスト処理：各種設計パラメータのCGによる処理機能

前ページ　　　目次へ　　　次ページ