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Hull form optimization of an icebreaker ship considering the performance in ice and open water conditions.

安齋 圭祐 横浜国立大学 DOI:info:doi/10.18880/00014097

2021.11.24

概要

本研究では、「氷中性能と平水中性能のバランスを考慮する必要がある」「性能評価に時間がかかる」「タイプシップとなる船型が少ない」という砕氷船型の開発における課題を解決し、砕氷船型開発の効率化と開発船型の性能向上を実現するために、砕氷船型最適化手法の開発と実用性の検証を行った。この最適化手法の特徴は以下のとおりである。

・砕氷船型に特化した最適化計算である。
・独自に開発された砕氷船型特有の形状であるフォアフットを考慮した船型生成法を使用する。
・独自に開発された氷中抵抗推定法によって、3 次元的な船体形状を考慮した氷中性能評価を行う。
・氷中性能と平水中性能を同時に考慮した最適化計算を行う。

この最適化手法の実用性を検証するため、純砕氷船型の要目を用いて最適化計算を行った。その結果、以下のような結果が得られた。

・氷中/平水中性能のバランスが異なる複数の船型が生成された。
・同一要目で開発された既存の船型よりも氷中/平水中性能ともに優れた船型が生成された。
・氷中/平水中に特化した船型について船型と計算結果の特徴を確認し、良く対応が取れていることを確認した。
-氷中性能に特化した船型は、氷中性能に優れた船型として知られる Spoon Bow13)と同様に船首フレア角の広い船型となった。
-平水中航行に特化した船型は、フレームラインの傾斜が小さく直線的な船型となった。

これらの結果から、最適化計算によって生成された船型の中から適切なバランスの船型を選択することで、効率的に運用条件に適した船型を開発できることを確認できた。

本研究の成果を活用することで、従来よりも効率的な砕氷船型の開発の効率化と、開発船型の性能向上が実現できると考える。

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参考文献

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