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伴流設計システム

伴流設計システムは、CFDにより構築された船型データベースを基に、機械学習と船型ブレンディングの手法を用いて、入力された理想伴流から、入力伴流を実現する船型を出力するプログラムです。

概要

伴流設計システムは、CFDにより構築された船型データベースを基に、機械学習と船型ブレンディングの手法を用いて、入力された理想伴流から、入力伴流を実現する船型を出力するプログラムで、以下3つの機能で構成されます。

  • (1) Hull Form Blending
    ユーザー所有の2つの船型データを船型ブレンディングし新船型を取得する機能
  • (2) Wake Design
    入力された理想伴流から入力伴流を実現する新船型を取得する機能(非構造化データベースにも対応)
  • Wake Field Design System「1.Wake analysis、2.NMRI hull form wake field database、3.Generate the hull form」

    伴流設計システムの概要図

  • 船型P1と船型P2のブレンディングにより船型Pを作成

    船型ブレンディングの概要図


インターフェース

伴流設計システムは以下のインターフェースで、CADやCFDで利用可能な船の3次元データが取得可能です。

CADやCFDで利用可能な船の3次元データが取得可能

伴流設計システムの使い方

伴流設計システムは次の3つの機能から構成されています。各機能は、上部にあるタブで、それぞれ切り替えることができます。

  • (1) Hull Form Blending
    ユーザー所有の2つの船型データを船型ブレンディングし新船型を取得する機能
  • (2) Wake Design
    入力された理想伴流から入力伴流を実現する新船型を取得する機能(非構造化データベースにも対応)

(1) HULL FORM BLENDING 機能

Hull Form Blending機能は、ユーザー所有の2つの船型データを船型ブレンディングし、新船型を取得する機能です。 2つの船型形状のp3d形式ファイル(詳細は次章)を用いて、船型ブレンディングを行います。p3d形式ファイルの内容は、構造格子形状全体と船体表面の構造格子形状のどちらにも対応していますが、入力する2つの船型でどちらかに統一されている必要があります。

形状ファイルのアップロード

2つの船型形状のp3d形式ファイルを アップロードします。

アップロードした格子形状の確認

「check input file」を押すと、ブラウザ上でアップロードした船型の3次元形状を確認することができます。

船型ブレンディングパラメータの設定

2つの船型の混ぜ合わせパラメータである船型ブレンディングパラメータをスライドバーで設定します。

ブレンディング船型の出力

船型パラメータ設定後、「Grid Blending」ボタンを押すと、ブレンディング新船型が生成されます。計算時間が1分弱かかりますので、そのままお待ちください。出力が完了すると、入力の2船型とブレンディング船型の3つの船型の3次元形状を確認することができます。

(2) WAKE DESIGN 機能

Wake Design機能は、入力された理想伴流から入力伴流を実現する新船型を取得する機能です。Hull Form from DB機能とは異なり、船型パラメータで構造化されていない非構造化データベースにも対応しています。

理想伴流の入力

理想伴流の入力セルに実現したい伴流の分布の左舷分入力します。伴流分布の入力は規定の書式をダウンロードしてその形式のファイルをアップロードする方法と、直接入力する方法の2種類を用意しています。

設計条件(制限条件)の入力

必要な場合は設計条件(制限条件)を入力し、検索するデータベースに制限を与えます。空白の場合は、制限なしで設計します。

新船型の出力

理想伴流入力後、「Create the hull from generating the target wake」ボタンを押すと、新船型が生成されます。計算時間が1分弱かかりますので、そのままお待ちください。計算が終了すると、ブラウザ上で新船型の3次元形状を確認することができます。


出力データ

newgrid.p3d

出力船型の構造格子のデータです。空間格子の情報も含まれており、そのままCFD計算に使用できます。 Plot3d形式は海上技術安全研究所のHULLDES/AUTODESのOOトポロジーの格子出力ファイル .bfc ファイルと同一形式で、互換性があります。 形式はplot3d形式で1982年にNAPA Ames Research Centerで開発されたCFDの標準フォーマットです。

plot3d形式の例

plot3d形式の例

newhull.p3d

出力船型の船体表面データです。形式はplot3d形式です。

newhull_rhino_mcro.txt

船体表面データを3次元CADソフトのRhinocerosで生成するための、コマンドが入ったテキストファイルです。 ファイルを開き、内容をコピーしRhinoceros上で貼り付けて実行すると、Rhinoceros上で出力船型の船体表面形状が再現できます。


アプリのご利用にあたって

本アプリは有料アプリケーションとなります。ご使用にあたっては無料の会員登録を行って頂いた後、有料会員申請を行って頂き海上技術安全研究所との間で書面による使用許諾契約を締結させて頂く必要がございます。会員登録は 会員登録ページで受け付けております。


ご利用料金

  • Wake Design System
  • 契約期間 利用金額(円:税込)
  • 12ヶ月 ¥693,000

参考文献

Ichinose, Y., Tahara, Y. A wake field design system utilizing a database analysis to enhance the performance of energy saving devices and propeller. J Mar Sci Technol 24, 1119–1133 (2019). https://doi.org/10.1007/s00773-018-0611-x Ichinose, Y., Taniguchi, T. A curved surface representation method for convolutional neural network of wake field prediction. J Mar Sci Technol (2021). https://doi.org/10.1007/s00773-021-00857-3