実海域性能研究グループ

 海運分野においても本格的な地球温暖化対策が必要な時代となりました。燃料油価格が高騰する中、船舶の「実海域における燃費性能」を正しく表現できる指標が求められています。
 実海域性能研究センターでは、船舶の基本設計において、実海域における船の性能を「計算と最小限の実験」を用いて、高精度かつ低コストに推定するハイブリッド評価システムを開発しています。


グループ長  宇都 正太郎




研究紹介
  ■ 船舶から排出される二酸化炭素 ■
 船舶から排出されるCO2は、当然ながら地球温暖化の原因となりますが、 その量は現状では世界で排出される人為起源CO2の約3%と言われています。しかしながら、 これからの世界経済の発展にともなう海上輸送量の飛躍的な伸びによって、 船舶から排出されるCO2排出量は急激に増加するのではないかと考えられています。
 増加するCO2排出量の削減を目指し、 船舶の実海域における性能を評価する指標「海の10モード指標」を構築しました。
 また、実海域性能に優れた船型の要目を検討する要目最適化プログラム(HOPE)の開発を実施しています。

  ■ 海の10モード指標とは ■
 「海の10モード指標」は、船舶が実際に航行する海象の下での性能を表します。 波や風がある状態での船の性能は、波風がない状態での性能と異なります。 船舶が実際に航行する海域では波や風があるため、波風中の性能が重要です。 海の10モード指標により、船舶が実際に航行する実海域での性能を知ることができます。
 「海の10モード指標」は、具体的には、波風中での船速低下量を示します。 船速低下量は船舶それぞれの実海域性能により異なるので、船舶の実海域性能を示す指標となります。



船舶により異なる船速低下量

 海の10モード指標を計算する波・風の状態(10モード)や海の10モード指標の例はこちら
海の10モード指標

  ■ 海の10モード指標の計算法 ■
 波風中での船速低下を正確に推定するためには、風による抵抗、波による抵抗を精度よく計算する必要があります。 海の10モードセンターでは、これらを精度よく計算することができる計算法(実海域性能評価プログラム(SPICA))を開発しました。 この計算法は、理論計算と簡単な水槽試験を組み合わせることにより、低コストで高精度な計算を可能とするハイブリッド計算法となっています。
 ハイブリッド計算法についての詳細はこちら→ハイブリッド計算法

ハイブリッド計算法

 さらに、海の10モード指標の計算法の精度については、平成20年度から行っている実船計測データの解析により、検証を行っています。
 実船計測についての詳細はこちら→実船計測

実船計測による検証


  ■ 要目最適化プログラム(HOPE)とは ■
 船舶の設計を行う際には、航路、港湾、載貨重量、船速、主機燃費などの船主の要求に対応可能な最適な主要目を決定します。 これを初期計画とよび、この期間にその船の性能や建造コストの大勢が決まると言っても過言ではありません。
 要目最適化プログラム(HOPE)が取り扱うのはこの初期計画における船型情報であり、まだ線図情報がない状態の要目のみのデータです。 HOPEは、その船の性能やコストを要目から算出し、最適要目を見つけ出すことが可能な計算プログラムです。
 また、H21年度より、Microsoft社Excel上で動作する HOPE Lightの開発を始めました。

HOPE Lightの操作画面


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