(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面浮遊構造物の船体の水線面形状を、矩形の船体形状における船首の両肩部分を斜めに切り落とした五角形状とすると共に、船体の幅寸法をＢ、長さ寸法をＬ、船体前半部分の実際の面積をＡＷＦ、船体前半部分の水線面係数をＣＷＦ（ＣＷＦ＝ＡＷＦ／（ＬＢ／２））、船首部面積係数をａ（ａ＝２（１−ＣＷＦ）Ｌ／Ｂ）とした場合に、船体の幅寸法Ｂに対する船首中央の幅未切落量２ｙとの割合を示す船首中央部割合ｙ’（ｙ’＝（２ｙ／Ｂ））が、
ｙ’＝２ｙ／Ｂ＝１−√ａ／３１／４
となるようにしたことを特徴とする海面浮遊構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海面浮遊構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石油生産プラットフォームや石油掘削リグなど、海上に係留した状態で使用される海面浮遊構造物が各種存在する。
【０００３】
このような海面浮遊構造物は、通常、船首を波に向けた状態（いわゆる正面向い波状態）で係留されるが、その船首形状は、図５に示すような直線形状にするか、或いは、図６に示すような単純な三角形状にするかのどちらかであった。
【０００４】
尚、図５・図６中、６は船体、７は船首、８は波である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の海面浮遊構造物には、以下のような問題があった。
【０００６】
即ち、海面浮遊構造物は、図５や図６のような船首形状となっていたので、海面浮遊構造物に作用する波漂流力、或いは、海面浮遊構造物の漂流抵抗が最小となるよう特に最適化されてはおらず、従って、海面浮遊構造物を係留するのに比較的大きな係留力が必要となり、大規模な係留装置を要していた。
【０００７】
本発明は、上述の実情に鑑み、海面浮遊構造物に作用する波漂流力が最小となるよう船首形状を最適化し得るようにした海面浮遊構造物を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、海面浮遊構造物の船体の水線面形状を、矩形の船体形状における船首の両肩部分を斜めに切り落とした五角形状とすると共に、船体の幅寸法をＢ、長さ寸法をＬ、船体前半部分の実際の面積をＡＷＦ、船体前半部分の水線面係数をＣＷＦ（ＣＷＦ＝ＡＷＦ／（ＬＢ／２））、船首部面積係数をａ（ａ＝２（１−ＣＷＦ）Ｌ／Ｂ）とした場合に、船体の幅寸法Ｂに対する船首中央の幅未切落量２ｙとの割合を示す船首中央部割合ｙ’（ｙ’＝（２ｙ／Ｂ））が、
ｙ’＝２ｙ／Ｂ＝１−√ａ／３１／４
となるようにしたことを特徴とする海面浮遊構造物にかかるものである。
【０００９】
船首中央部割合ｙ’を上記のように設定することにより、海面浮遊構造物に作用する波漂流力を最小とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１〜図４は、本発明の実施の形態の一例である。
【００１２】
本発明では、先ず、図１に示すように、海面浮遊構造物の船体１の水線面形状２（喫水部分の形状）を、矩形の船体形状における船首３の両肩部分４を斜めに切り落とした五角形状（直線のみで構成される単純な形状）とする。
【００１３】
しかも、図２に示すように、船体１の幅寸法をＢ、長さ寸法をＬとし、船首３部分の両肩部分４における長手方向に対する切落量をｘ０、幅方向に対する切落量をｙ０、切落角をθ０とし、船体１前半部分（斜線部分）の実際の面積をＡＷＦ、船体１前半部分の水線面係数（両肩を切り落とす前の矩形状をした船体１前半部分の面積ＬＢ／２に対するＡＷＦの割合）をＣＷＦ（ＣＷＦ＝ＡＷＦ／（ＬＢ／２）、およそ０．９くらいの値となる）、船首部面積係数をａ（ａ＝２（１−ＣＷＦ）Ｌ／Ｂ）とした場合に、船首中央部割合ｙ’、即ち、船体１の幅寸法Ｂに対する船首３中央の幅未切落量２ｙとの割合（ｙ’＝（２ｙ／Ｂ））が、
【数１】
ｙ’＝２ｙ／Ｂ＝１−√ａ／３１／４
となるようにする。
【００１４】
尚、説明の都合上、船体１の長さ中心位置と幅中心位置を原点とし、船体１の長手方向と幅方向を直交二軸とするｘｙ座標系を使用する。又、図２中、５は波である。
【００１５】
上記船首形状の決定の仕方は以下の通りである。
【００１６】
即ち、先ず、船型の船体１に対する漂流抵抗増加の一般式は、船首３での波５の完全反射を仮定すれば
【数２】
ＲＡＷ＝１／２ρｇζＡ２Ｂ・Ｂｆ
で表わされる。
【００１７】
ここで、
ＲＡＷは漂流抵抗（波漂流力）、
ρは海水の密度、
ｇは重力加速度、
Ｂｆはｂｌｕｎｔｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ（鈍化要因）、
ζＡは入射波の振幅、
である。
【００１８】
そして、［数２］の中で、船体１の形状に関係があるのは、Ｂｆ（ｂｌｕｎｔｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ）だけである。
【００１９】
そこで、Ｂｆ（ｂｌｕｎｔｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ）について調べると、図１のような形状の船体１の場合、Ｂｆ（ｂｌｕｎｔｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ）は、一般に以下の式で定義される。
【００２０】
【数３】
0003564802.tif 000002
【００２１】
ここで、
【数４】
Ｘ＝ｘ０／（Ｌ／２）
【数５】
Ｙ＝ｙ０／（Ｂ／２）
と置き、
水線面係数ＣＷＦの定義から導かれる式
【数６】
ｘ０・ｙ０／２＝ＬＢ／４（１−ＣＷＦ）
をＸ，Ｙで表わすと、次のような式が得られる。
【００２２】
【数７】
ＸＹ／２＝１−ＣＷＦ
【００２３】
そこで、［数４］〜［数７］を［数３］に代入すると
【数８】
Ｂｆ＝１−Ｙ／（１＋Ｙ４／ａ２）
が得られる。
【００２４】
更に、［数８］をＹについて微分する。
【００２５】
【数９】
ｄＢｆ／ｄＹ＝ａ２・（３Ｙ４−ａ２）／（ａ２＋Ｙ４）２
【００２６】
微分によって得られた［数９］につき、Ｂｆが極小値を取るのは、
【数１０】
Ｙ＝√ａ／３１／４
のときである。［数１０］のＹの値を、［数８］へ代入すると、
【数１１】
Ｂｆ＝１−３３／４／４・√ａ
が得られる。
【００２７】
そこで、最後に、［数５］のＹを船首中央部割合ｙ’で表わす。
【００２８】
【数１２】
ｙ’＝１−Ｙ＝ｙ／（Ｂ／２）＝２ｙ／Ｂ
【００２９】
ここで得られた［数１２］の船首中央部割合ｙ’を用いて［数８］と［数１０］を書き換えると、それぞれ、
【数１３】
Ｂｆ＝１−（１−ｙ’）／｛１＋（１−ｙ’）４／ａ２｝
と、前述の［数１］が得られ、Ｂｆの値が最小となるｙ’の値が［数１］によって求められることになる。
【００３０】
尚、［数１３］をグラフ化すると、図３のようになり、図３の点イが、Ｂｆの値が最小となるｙ’の値である。
【００３１】
そして、ｙ’が得られると、ｙとｙ０が以下の式から求められる。
【００３２】
【数１４】
ｙ＝ｙ’・Ｂ／２
【数１５】
ｙ０＝（１−ｙ’）・Ｂ／２
【００３３】
更に、ｙ０を［数６］に代入することにより、ｘ０の値が一義的に求められる。
【００３４】
以上によって、図４の実線イのような船首形状が得られる。
【００３５】
尚、図４中、破線ロは図３の原点における船首形状、図４中、破線ハは図３の点ハにおける船首形状である。
【００３６】
上記のようにして得られた船首形状を有する模型を作成して実験した所、波漂流力が最小の船首形状となることが実際に確認された。
【００３７】
尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の海面浮遊構造物によれば、海面浮遊構造物に作用する波漂流力が最小となるよう船首形状を最適化することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の概略斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】船首中央部割合ｙ’とｂｌｕｎｔｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ（鈍化要因）Ｂｆとの関係を表わすグラフである。
【図４】求める船首形状を示す部分拡大平面図である。
【図５】従来例の平面図である。
【図６】他の従来例の平面図である。
【符号の説明】
１        船体
２        水線面形状
３        船首
４        両肩部分
ａ        船首部面積係数
２ｙ    船首中央の幅未切落量
ｙ’    船首中央部割合
Ｂ        幅寸法
Ｌ        長さ寸法
ＡＷＦ    船体前半部分の実際の面積
ＣＷＦ    船体前半部分の水線面係数
【図１】
0003564802.tif 000003
【図２】
0003564802.tif 000004
【図３】
0003564802.tif 000005
【図４】
0003564802.tif 000006
【図５】
0003564802.tif 000007
【図６】
0003564802.tif 000008