双胴型漁船の耐航性能推定プログラム（ＮＳＭＣＡＴ２０００）の開発
［要約］
本プログラムは、双胴船型の耐航性能並びに船体に働く波浪荷重をNSＭに基づいて推定するプログラムである。最大の特徴は、極めて簡便な双胴間の干渉を考慮した流体圧力計算法を用いている点にある。これにより、双胴船型で特に問題となる連結甲板構造の有限要素法解析が可能となり、双胴漁船の合理的設計法などに応用できる。
水産工学研究所・漁業生産工学部・船体研究室
連絡先 0479-44-5942
推進会議 水産工学
専門 漁船
対象
分類 普及
【背景・ねらい】
双胴船型は、広い甲板面積、大きな横復原力などの際だった特徴があり、作業甲板のスペースや安全性の確保などが重要な設計要素となる漁船船型への応用が期待されている。しかしながら、双胴船型については、対称／非対称の船体形状、双胴間間隔、連結甲板高さ等の組み合わせによる設計上の自由度が非常に大きい。したがって、双胴型漁船の合理的な計画に際しては、特に問題となる耐航性能と構造強度などについて事前に検討できる数値計算ツールが必要である。このような背景の下で、今後の双胴型漁船の開発に当たって、船体動揺と構造強度を検討する際必要となる波浪荷重を推定する手法と比較的短時間でかつ実用的な計算プログラムを開発することを目的とした。
【成果の内容・特徴】
本計算プログラムは、以下の特徴を有している。
- ストリップ法（NSＭ：New Strip Method)に基づいて、双胴型漁船の波浪中の5自由度船体動揺（左右揺、上下揺、横揺、縦揺、船首揺）と連結甲板中央部に働く波浪荷重、船体に働く加速度と相対水位の計算が可能である。
- 停船時横波中の計算で必要となる2次元流体力の推定に、新たに考案した双胴間の造波干渉を考慮した圧力計算法を用いている。
- 2の方法は、単胴船の強制動揺時の圧力を元にして、双胴間の干渉を考慮した強制動揺時、及び入射波散乱時の圧力を簡単かつ極短時間で計算することができる。
なお、本プログラムは、双胴型漁船の向波中の実験結果、及び双胴型コンテナ船の斜波中の実験結果と比較し、良好な推定結果を与えることが確認されている。
【成果の活用面・留意点】
本研究成果は、平成11年度の研究成果情報として提供した内容を再整理し、一般公開可能な計算プログラムとして整備した。現在、職務作成プログラムとして登録中である。
留意点としては、双胴間干渉は停船時（速度零）横波状態の流体力及び流体圧力の計算でのみ考慮している。これは、連結甲板部の構造強度の検討では、停船時横波状態が最も問題となるとの従来の知見に基づき、この点に的を絞った結果である。今後、その他の条件下での双胴間干渉を検討する必要があろう。なお、本研究で整備したプログラムは、現在、(社)日本造船研究協会で行われている双胴船の構造基準案作りに活用されている。
【具体的データ】
計算される重心G周りの船体動揺 計算されるD点周りの波浪荷重
左右揺：重心GのyG軸方向への水平運動 Fx：前後剪断力
上下揺：重心GのzG軸方向への垂直運動 Fy：横力
横揺 ：xG軸周りの回転運動 Fz：垂直剪断力
縦揺 ：yG軸周りの回転運動 Ｍx：横曲げモーメント
船首揺：zG軸周りの回転運動 Ｍy：ピッチ-コネクト モーメント
Ｍz：ヨウ-コネクト モーメント
プログラムの構成（主要部）
- CLSFT2.f ： 2次元双胴断面流体圧力計算プログラム：原型はBedel & Leeのclose-fit program。
- NSMCAT1-1.f ： 双胴船の耐航性能推定プログラム：双胴間の干渉を考慮していないストリップ法で，船体の動揺と連結甲板の波浪荷重が計算できる。このプログラムは，停船時横波中を除く全てのケースに使用する。
- NSMCAT1-2.f ： 双胴船の耐航性能推定プログラム： 双胴間の干渉を考慮したストリップ法で，船体の動揺と連結甲板の波浪荷重が計算できる。このプログラムは，停船時横波中でのみ使用する。
- rmrvac.f ： 相対水位，相対速度，加速度計算プログラム：船体の任意の点での加速度，相対水位，相対速度を計算する。
- Lewisf.f ： Lewisフォーム近似による船型データ作成プログラム：船体の幾何形状データを，Lewisフォーム近似により作成する。
【その他】
研究課題名：高速双胴漁船の波浪外力の研究(平成9年～11年～12年)
予算区分 ：経常
研究担当者：升也利一、山越康行、鈴木四郎
発表論文等：升也利一:高速沿岸双胴漁船の開発研究-第2報：双胴間の造波干渉を考慮した2次元流体圧力の計算、水工研技報、H12.2
