1. 船型設計法の現状と本研究の目標
(1) 船型設計法の現状
従来の船型改良の方法は、経験的に蓄積されたデータベースから設計船の主要目と類似な船型を母船型として選定し、その性能データと性能計算ツールを利用して、あるいは水槽試験を繰り返して船型変更による性能の変化を予測しながら優良船型を選択する。性能計算ツールは簡易的な理論モデルによるものが多く、船型性能の序列を測るには必ずしも満足なものではない。従来の方法には次のような問題がある。
(i) 簡易的な理論モデルによる性能計算ツールは、その汎用性が限られ精度的にも満足のいくものではない。特に、大型船舶の主要な抵抗成分である粘性抵抗の推定に非力である。
(ii) 性能の順位を確かな精度で推定するためには水槽試験を繰り返し実施し、そのために多大な労力と経費がかかる。
(iii) 船型の改良設計は高度な専門的知識と経験を持った専門家によって行われているが、流体力学的な根拠が必ずしも明確でなく、その技術やノウハウが誰にでも理解できるようになっていない。また、そうした専門家の育成が困難になっている。
(2) 本研究の目標
経験的知識ベースと水槽試験を用いた従来の船型改良法に対し、本研究ではCFDによる性能推定をベースとした、いわゆるSimulation Based Designに基づいた性能評価システムを構築する。目標とするシステムは線図CAD、CFDツール、船型最適化ツールおよびこれらを結ぶインターフェースによって構成される。CFDツールには粘性抵抗、造波抵抗、自航要素および操縦運動を推定する計算法を更に高精度化、計算の高速化、計算格子の品質向上と標準化を図りながらシステムに装備する。船型の最適化では粘性抵抗あるいは造波抵抗を最小とする船型の最適化計算法を新たに開発する。これらによって船型の推進性能と操縦性能が評価できるばかりでなく、ある船型に対して設計条件を与えて粘性抵抗あるいは造波抵抗を最小とする船型を直接求めることを可能とする。実用的な船型を対象としてシステムの実証を行い、その船型設計への適用性を評価する。
また、本システムによる設計船の線図CADと生産CIMとの結合を視野に入れて、船型データの交換において、国際基準であるSTEP形式データ変換の適用性を明らかにする。
