大気―海氷間の抵抗係数C_Dの精度は、海氷の力学的モデルの精度を大きく左右する。著者らの研究室では2002年冬より、海上保安庁の巡視船「そうや」に超音波風速計等の計測機器を設置して風速等を測定することで、オホーツク海におけるC_Dの測定を計画・実施している。その際、船舶という巨大な構造体自身が風の場に及ぼす影響を考慮して、船舶上での計測機器の設置場所と計測方法を選定する必要がある。本論文ではCFDソフトウェア「Fluent」を用いて船体が風の場に及ぼす影響の事前評価を行ない、超音波風速計をはじめとする計測機器の船舶への設置位置を決定することを目的とした。まず「そうや」を単純化した模型実験及び洞条件のFiuentによる数値解析を行ない、両者の結果を比較することでFluentによる数値解析結果の妥当性を検証した。続いて実船の形状を入力した「そうや」周囲の風の場を数値解析し、その結果を基に計測機器の取り付け位置と測定方法を提案した。

　

　制限水路を航走する船による造波現象を差分法を用いて数値解析した。制限水路内で問題となる波の非線形性を考慮するために、支配方程式にはEuler式を用い、対流項はCIP法を用いて高精度化を図った。水路底面及び側面の断面形状が船の造波に及ぼす影響を数値計算により比較検討し、水路幅よりも水深の変化が造波現象に強く影響することを示した。

　

　The main objectives of the present study are two folds: (1) development of Reynolds-averaged Navier-Stokes equation method applicable to full-scale flow simulation; and (2) investigation on appropriate physical model for full-scale Reynolds number in conjunction with consideration of near-wall flow model including surface roughness effects. The present numerical method for full-scale flow simulation is based on extension of method developed by the present author, such that, in association with standard k-εmodel, two near-wall models can be employed, i.e., two-layer method and two-point wall-function method; where the latter has been shown more suitable in practical design use.

　

　本報告では、航行不能船舶の漂流運動の機構を明らかにするために、はじめに、波と風、潮流を考慮した定常漂流状態を表す釣合方程式を示し、これを解くことによって一般に複数の解が存在することを示した。次に、波浪中での模型船を用いた漂流実験によって定常漂流状態が実際に複数存在することを実証した。さらに、実際の漂流事例を示し、この状態に対する推定計算をおこない実際の事例との比較検討をおこなった。