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02 商船 & 流体力学

Our services for commercial ship design and fluiddynamics.   

Hull design
​船型開発

高度なCFDを用いた船型設計

ACTは、CFD（数値流体力学）を活用し、低抵抗・高推進効率といった優れた流体性能を実現しつつ、各種運用条件および設計制約を満足する商船の船型設計・開発サービスを提供しています。

当社は1993年よりCFDを船型開発に適用しており、CFDを用いた船舶船型設計において世界的にも最長クラスの実績を有しています。
数十年にわたる実務経験を通じて、豊富なノウハウ、検証された設計手法、そして数多くの成果を蓄積してきました。

設計初期段階からCFDを適用することで、模型水槽試験に先立ち多様な船型案を効率的に評価することが可能となり、開発期間および開発コストの大幅な削減と、最終的な性能向上を同時に実現します。

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商船設計における実績

ACTは2006年以降、世界各地の造船所および船会社に対し、先進的な船型設計サービスを提供してきました。
すべてのプロジェクトにおいて、既存の同型船と比較してBHP（制動馬力）を3〜15％削減する成果を継続的に達成しています。

一般的なばら積み船では、1日あたりの燃料消費量が約20〜50トン／日ですが、BHPを5％削減するだけでも1日あたり約1〜2.5トンの燃料削減に相当します。
これは、船舶のライフサイクル全体において、運航コストおよびCO₂排出量の大幅な削減につながります。

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主な設計実績

自律船・先進船舶分野

自律型水上船（ASV）
2019年以降、ASV向けの船型開発に取り組んでいます。​

非対称デッキ船型（特許取得済）
転覆後の自己復原性能を大幅に向上させる非対称デッキ船型を開発しました。

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高速船・特殊船舶

高速水中翼カタマラン
（船型設計およびフォイルシステム設計）

CTV（クルー・トランスファー・ベッセル）船型設計

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商船

ばら積み船（Bulk Carrier）
ハンディサイズからケープサイズまで、30隻以上の船型設計実績。

コンテナ船（Container Ship）
1,000TEU級から9,300TEU級まで、20隻以上の船型設計実績。

Consultancy on fluiddynamics
​流体力学に関するコンサルティング

ACTは、流体力学分野における高度なコンサルティングを通じて、最適な技術ソリューションを提供しています。
CFD（数値流体力学）を中核技術とし、豊富な実績と蓄積されたノウハウを活かして、多様かつ高度な流体力学課題に対し、効果的な解析・設計支援を行っています。

主なコンサルティング実績は以下のとおりです。

  • 風力補助推進システムの開発
    2009年よりスタートアップメンバーとして参画した Wind Challenger Project において、CFDおよびEPP（Energy Prediction Program）を用いたウイングセイルの設計および性能予測を担当。
    その結果、平均で20%以上のBHP削減を達成し、風速20ノット・横風条件（90度）では約50%の削減効果を確認しました。

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  • 帆装配置および船型開発
    続く Wind Hunter Project では、商船三井（MOL）との共同研究の一環として、セイル配置設計およびカタマラン船型の開発を実施しました。

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  • 推進効率向上デバイスの開発
    船尾周りの流れを最適化する各種デバイスを開発。
    バルクキャリアのプロペラボス部に装着したステーターフィンにより、約5%のBHP削減を実現しました。

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  • 上部構造物の風圧抵抗低減
    コンテナ船およびPCC船を対象に上部構造物の風圧抵抗を解析し、20%以上の抵抗低減を達成する新形状を開発しました。

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  • 非定常CFDによる機構解明
    シマノ株式会社が開発したローイングボート用フットストレッチャーSRDデバイスについて、非定常CFD解析によりその作動メカニズムを解明しました。

ソフトウェア開発 & コンサルティング

ACTでは、設計業務の効率化のために様々なソフトウェアを開発しています。これらのソフトウェアの一部は、お客様の設計業務に提供されています。また、設計ソフトの開発・カスタマイズや有効活用のためのトレーニングを行い、Design by CFDのシステムインテグレーションをサポートしています。

提供しているソフトウェアには以下のものがあります。

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HullDes/AutoDes ― 次世代の船体設計支援プラットフォーム

HullDes/AutoDesは、ACTとNMRIが共同で開発した革新的な船体設計支援プログラムです。
従来の設計プロセスでは膨大な手作業や試行錯誤が必要でしたが、AutoDesでは、形状変更からCFD解析、最適化までを自動で一気通貫。設計者はこれまでにないスピードと精度で船型開発を進めることができます。

特筆すべきは、独自の離散型SQP法を組み込んだ最適化機能。
パラメトリック変数や指定領域の分布関数を操作することで、船型を自在に変形。さらにCFDとの連携により、自動で数値計算と最適化を繰り返し、最も優れた船型を導き出します。

主な機能

  • 柔軟なデータ入出力

    • 複数のNURBS船体表面をsrf（FastShip）やIGES形式で読み込み／出力

    • IGESからNAPA形式へのデータ変換も可能

  • 高度な形状変形機能

    • Cp、LCB、フレームライン、局所形状など主要パラメータを自由に変更

    • 領域指定によるボックス型変形も実現

  • 自動化されたメッシュ生成

    • CFD用O-H/O-O型構造メッシュを自動生成

    • 自由曲面クラスタリングやトランザム処理を搭載

    • OpenMPによる高速並列処理

    • ラダー・フィン・ダクト等を含むオーバーセットグリッド生成

  • 解析・最適化機能

    • NMRI開発のNeptuneやSurf、NagisaとのCFD連携

    • 自動船型変形と独自SQP法による船型最適化

  • 完全自動化ワークフロー
    船型変形 → CFD解析 → 最適化まで、複雑な工程を自動化

信頼の実績

すでに20社以上の造船会社・コンサルタントに導入され、実際のプロジェクトで成果を挙げています。
船型設計における「直感と経験」に加えて、科学的根拠に基づく最適解を提示する新しい時代の設計支援ツールです。

詳細はNMRIまでお問い合わせください。

CFDとFEMの相互作用システム

水バッグ変形予測ソフトウェアは、静的および動的な水圧による牽引された水バッグの変形をシミュレートすることができます。CFDおよびFEMの反復計算技術が適用されています。

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SpinFlowは、ヨットのスピネーカーとメインセイルの周りの流れをシミュレーションすることができます。帆は圧力に応じて変形しなければなりません。帆の動的変形はSpinFlowの機能としてFEMで実現できます。変形が収束するまでCFDとFEMの反復作業を自動的に行うことができます。 メッシュを自動生成する工程にはGUIを用意しています。また、ポストプロセス機能では結果を可視化することができます。

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ParaFlowソフトウェアは、パラシュートの周りの流れをシミュレーションして、表面に作用する流体の動的な力を評価することができます。上記のSpinFlowと非常によく似ています。表面の穴や浸透部の境界条件はGUIのビューウィンドウで簡単に設定できます。

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