本章では、第2章で述べた2 次元断面に作用するcross flow dragの理論計算 法を実際の船型における各横断面に適用してcross flow dragの船長方向への分 布を計算する。
第2節においては、まず船体は細長いという幾何学的な条件を基に、船体の 各2次元横断面に対して第2章で述べた2次元断面に対するcross flow dragの理 論計算法を適用できることを示す。 次に船首部から船尾部、あるいは個々の船 によって多種多様に変化している実際の横断面をより正確に考慮するために、
船体線図で与えられる各横断面のフレームライン形状を数値的に取り扱う方法 について示す。 さらに計算を行う際に必要となる剥離点位置に関して、各船体 横断面の表面流速を計算し、 その計算結果を基に剥離点を仮定する方法につい て述べる。 また2次元的な 取り扱いによってcross flow dragを計算する際に問題 になると考えられる 3次元影響について、船体の中央縦断面を近似する矩形平 板を対象に検討し、3次元影響をより簡便にかつ実用的に考慮する方法につい て考察する。
第 3節においては、第2章および前節で述べたcross flow dragの数値計算法
をWigleyの数式船型および実用船型であるコンテナ船型とタンカー船型に適 用する。 さらに本計算法の妥当性を検証するために、cross flow dragの船長方向 分布を船首から船尾まで積分して得られる船体全体に作用する横力について、
3.2 船体横断面に作用するcross flow dragの計算法
3.2.1 細長体の仮定
Fig.3.1に示すように、船体に固定した座標系を船体の中央横断面位置を原点 として、船首から船尾方向にz 軸、船体左舷から右舷方向に y 軸、鉛直上方向 にz軸に取る。 水面は造波の影響を無視して固定壁として取り扱うものとし、
二重模型の船体が一様流速Uの流れに対して真横に置かれている場合を考え る。 また通常の船舶では多く の場合、船長L(Length between perpendiculars)は船
Z x
A.P.
Fig.3.1 Coordinate system
幅B (Molded bread th)や吃水d (Molded draft)に比べて1桁程度大きく、船体は 細長いという幾何学的な特徴を有している。 そこで船体横断面形状の船長方向 への変化は緩やかであるという細長体の仮定を用いる。すなわち船体表面にお ける外向き単位法線ベクトルηのz軸成分~、y軸方向成分~およびz軸方向 成分nzは、船首・船尾の端部を除いて
nx � nyヲηz ，，It、
丹、υ 噌Ei、、ag'''
なる関係が成立する。 このことは船体まわりのz軸方向の流れ場の変化は、ト z軸方向の変化に比べて緩やかであること を示しており、
δ/δx�θ/θy，θ/θz (3.2 )
となる。 このような細長体の仮定に従うと、船体の3次元まわりの流れ場は 2 次元問題に帰着し、 第2章で・述べた 2次元断面に関する理論計算法を船体の各 横断面まわりの流れ場に対して適用できる。
3.2.2
計算対象船および船体形状の数値表現法Table 3.1 は、計算の対象としたWigleyの数式船型、実用船型としてコンテナ 船型およびタンカー船型の船長/船幅比(LjB)、船幅/吃水比( Bjd)、船体アス
ペクト比( 2djL) および方形係数 (Block coe伍cient)( Cb)である。 また計算の対象