3. 最小抵抗船型計算法の開発
本研究の主要な目的は数値流体力学(CFD)を援用して最適船型を直接計算する方法を開発することである。推進性能を支配する最も大きな要因は船体抵抗であることから、造波抵抗あるいは粘性抵抗を最小とする船型を求める最適化手法を開発した。
造波抵抗成分の大きなコンテナ船型および粘性抵抗成分の大きなタンカー船型を対象にそれぞれ最適化計算を実施し、その有効性を実証した。
(1) 最適化手法
最小抵抗船型の計算には最適化手法が必要である。本研究では最適化手法として主に非線形計画法を用いた。非線形計画法を用いて最小抵抗船型を計算する際のイメージをブロック図として図3.1に示す。非線形計画法は多設計変数の非線形な関数として与えられる目的関数を非線形な制約条件の下で最小化する手法であり、本研究では船型を表現するパラメータが設計変数、船体抵抗が目的関数、設計条件が制約条件に各々相当する。非線形計画法を利用すれば本研究のようにCFDに基づいて目的関数を評価するような複雑な最適化問題を解くことが可能であり、さらに制約条件として実用的な設計条件を採用することもできる。
