海事・交通・水産・気象図書出版の成山堂書店

船舶流体力学を基礎とする船舶性能に関する理論を紹介。船体の抵抗成分と船型設計の考え方、プロペラ推進に基づいた船尾形状設計法、スクリュープロペラの特性とその設計法、操縦運動を制御する操縦装置の設計、船舶に装着される省エネ装置の原理とその結果、就航後の船舶性能の解析手法などについて実例を示しながら解説した。

【まえがき】より 　近年の船舶系の大学での履修状況は、造船工学に関する基本的あるいは実務的な履修に多くの時間を割くことが難しくなり、その内容は必ずしも以前のような形態がとられていません。また、船舶系の学科の卒業者数が減少し、造船産業界では、船舶系以外の卒業者を採用し造船工学の教育をしながら実務についているのが現状です。
　日本船舶海洋工学会は、わが国の造船産業の将来を鑑み、そこで活躍する若い技術者の能力開発を支援する立場から、造船工学に関する基本的な教科書を整備することを企画しました。
　造船工学を最も特徴づける科目のひとつに船舶流体力学を基礎とする船舶性能に関する理論があり、それに裏打ちされて船体、推進器、操縦装置等の設計法が築かれます。船舶性能設計に係る学術的知識は、これまで学会が開催するシンポジウム等で個々のテーマで発表されていますがまとまった図書がないのが現状です。本書は「船舶海洋工学シリーズ」の一環として、これから船舶性能設計を学び、実務に就こうとする技術者を対象に企画、編集されました。
　その内容は、まず、第1章で船体の抵抗成分と船型設計の考え方、第2章ではプロペラ推進に基づいた船尾形状設計法について解説します。続いて、第3章ではスクリュープロペラの特性とその設計法を解説し、第4章では操縦運動を制御する操縦装置の設計について概説します。
　船舶の省エネ技術に関する近年の著しい関心と発展に鑑み、第5章では船舶に装着される省エネ装置の原理とその効果について紹介します。さらに船舶による持続可能な環境負荷の低減を目的に、実海域での船舶の性能を正しくモニターすることが求められるようになり、第6章では就航後の船舶性能の解析手法について実例を示しながら解説します。
　船舶性能設計に携わる若手技術者の方々には、実務を通して本書を活用されることを望みます。

2013年5月
著者代表　萩原誠功

【目次】
第1章　船体抵抗と船型設計
　1.1　抵抗成分
　　1.1.1　抵抗成分の分離
　　1.1.2　船体抵抗の相似則
　　1.1.3　抵抗試験
　1.2　有効出力
　1.3　船型の表現
　　1.3.1　船型諸係数
　　1.3.2　船図
　　1.3.3　船型の呼び方
　1.4　造波抵抗の推定法
　　1.4.1　実験的推定
　　1.4.2　理論的推定
　1.5　粘性抵抗の推定法
　　1.5.1　摩擦抵抗の推定
　　1.5.2　形状影響係数の推定
　　1.5.3　粗度抵抗の推定
　1.6　数値流体解析（CFD）の利用
　　1.6.1　CFDコードの概要
　　1.6.2　船体抵抗の推定
　　1.6.3　船型最適化問題への適用
　　1.6.4　その他の応用
　1.7　船型の最適化手法
　　1.7.1　船型可分原理
　　1.7.2　肥大船の主要目の選定方法
　　1.7.3　抵抗図表の利用
　1.8　造波抵抗と船型
　　1.8.1　船体主要目
　　1.8.2　横切面積曲線
　　1.8.3　球状船首
　　1.8.4　水線面形状
　　1.8.5　船尾形状
　1.9　粘性抵抗と船型
　　1.9.1　Runの長さ
　　1.9.2　船尾フレームライン形状
　　1.9.3　船尾バルブ
　　1.9.4　プロペラ　クリアランス

第2章　推進性能と船型設計
　2.1　実船の推進性能
　　2.1.1　出力
　　2.1.2　諸効率の定義
　　2.1.3　出力の推定
　2.2　自航試験
　　2.2.1　自由航走自航試験
　　2.2.2　荷重度変更試験
　2.3　自航試験の解析
　　2.3.1　推力減少係数の定義
　　2.3.2　推力一致法による伴流係数の定義
　　2.3.3　トルク一致法およびプロペラ効率化
　　2.3.4　プロペラ単独効率
　　2.3.5　自航試験結果の表示
　2.4　供試船の自航試験解析例
　　2.4.1　有効出力曲線
　　2.4.2　プロペラ単独特性
　　2.4.3　自航試験解析
　2.5　自航要素の一般的性質
　　2.5.1　自航条件による伴流係数
　　2.5.2　推力減少係数と船尾圧力
　　2.5.3　船殻効率の要素
　　2.5.4　プロペラ効率化と船尾流場
　　2.5.5　自航要素の近似的推定法
　2.6　自航要素の尺度影響
　2.7　出力の推定と出力曲線
　2.8　推進性能と船尾形状設計法
　　2.8.1　船尾形状の設計で考慮される要素
　　2.8.2　船尾における推進性能評価手法
　2.9　実験的手法による評価
　　2.9.1　自航試験
　　2.9.2　圧力計測による推力減少係数
　　2.9.3　船尾流場計測
　2.10　理論解析的方法による評価
　　2.10.1　ポテンシャル理論
　　2.10.2　境界層理論による船尾流場
　2.11　数値計算的手法（CFD）による評価
　　2.11.1　船尾流場の計算
　　2.11.2　プロペラ面流速分布
　　2.11.3　CFDによる自航要素と出力曲線

第3章　プロペラ設計 　3.1　推進器の種類
　　3.1.1　スクリュープロペラ
　　3.1.2　ジェット推進器
　　3.1.3　電磁推進器
　3.2　プロペラ設計で考慮すべき性能
　　3.2.1　プロペラ単独性能
　　3.2.2　キャビテーション
　　3.2.3　プロペラ起振力
　　3.2.4　プロペラ強度
　3.3　プロペラ理論の概要
　　3.3.1　簡易理論
　　3.3.2　渦理論
　　3.3.3　CFD
　3.4　プロペラ設計の基礎知識
　　3.4.1　プロペラの各部名称
　　3.4.2　プロペラ翼面の3次元座標表示と有効レーキ
　　3.4.3　プロペラ設計条件と設計用データ
　　3.4.4　プロペラ設計におけるシーマージンと回転数マージン
　　3.4.5　プロペラ設計図表
　　3.4.6　プロペラ設計フロー
　3.5　一様流中のプロペラ設計
　　3.5.1　プロペラ設計図表の使用方法
　　3.5.2　プロペラ主要目の選定
　　3.5.3　到達速力計算（所要馬力計算）
　3.6　プロペラ性能シミュレーション
　3.7　伴流中のプロペラ設計
　　3.7.1　伴流中のプロペラ1
　　3.7.2　伴流中のプロペラ2
　　付録3.1　プロペラ設計で使用される記号、用語
　　付録3.2　MAUプロペラの標準幾何形状
　　付録3.3　MAUプロペラ単独性能の多項式近似

第4章　操縦装置の設計
　4.1　操縦装置の概要
　4.2　舵の設計
　　4.2.1　舵の種類
　　4.2.2　舵面積の決定
　　4.2.3　舵トルクの推定
　　4.2.4　舵の具体的設計（例題）
　4.3　操縦性能の推定と評価
　　4.3.1　IMO操縦性基準
　　4.3.2　操縦運動の推定法
　　4.3.3　操縦運動の具体的推定例
　4.4　港内における操縦性
　　4.4.1　加減速性能
　　4.4.2　プロペラ逆転による停止性能
　　4.4.3　風力下の操縦性
　　4.4.4　浅水域の操縦性
　4.5　操縦性の改善
　　4.5.1　船尾ふぃん、スケグによる針路安定性の改善
　　4.5.2　舵力の増強による改善

第5章　省エネ装置
　5.1　省エネ装置の効果の基準
　5.2　省エネ装置と推進効率
　　5.2.1　船の推進効率
　　5.2.2　推進効率を構成する要素
　　5.2.3　船殻効率
　　5.2.4推進効率と船殻効率との一般的関係
　　5.2.5　推進効率向上の一般的方向
　5.3　省エネ装置による効率向上の原理
　　5.3.1　船体とプロペラのエネルギの回収と減少
　　5.3.2　プロペラと舵の干渉
　　5.3.3　プロペラ後流回転流の運動エネルギの回収
　　5.3.4　舵によるエネルギ回収
　　5.3.5　プロペラ回転流運動エネルギ回収装置
　　5.3.6　付加物による運動エネルギの回収
　　5.3.7　軸方向速度成分の制御による省エネ装置
　　5.3.8　船尾流れの整流効果による省エネ装置
　5.4　省エネ装置の効果の検証

第6章　実船性能の解析 　6.1　シーマージン
　　6.1.1　航海速力と機関出力の設定のためのシーマージン
　　6.1.2　機関負荷特性図における機関マージン
　　6.1.3　航海時の船体抵抗増加に伴うシーマージン
　6.2　航海時の推進性能の解析
　　6.2.1　機関出力とプロペラトルクの関係式
　　6.2.2　船体抵抗とプロペラ推力の関係式
　　6.2.3　自航条件による機関、プロペラおよび船体の関係式
　　6.2.4　運航条件による連立方程式の解消
　6.3　供試船の性能特性
　　6.3.1　供試船の基本性能
　　6.3.2　供試船の平水中特性
　6.4　供試船の実航海性能解析
　　6.4.1　速度一定制御
　　6.4.2　回転数一定制御
　　6.4.3　トルク一定制御
　　6.4.4　出力一定制御
　6.5　参照船の試運転解析
　　6.5.1　速力試運転のデータ
　　6.5.2　プロペラ特性と平水中性能曲線
　　6.5.3　回転数一定制御による速力試運転の解析
　6.6　参照船のアブログデータ解析
　　6.6.1　バラスト状態の航海
　　6.6.2　満載状態の航海
　6.7　排水量修正法
　　6.7.1　アドミラルティー係数による平水中出力推定
　　6.7.2　航海中出力増加によるシーマージン
　　6.7.3　任意喫水の平水中速力推定

（海事図書）