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船舶のフルード数計算

Q: 領域分類から全抵抗を予測できますか？

できません。 粘性、船型、排水量、トリム、付加物、水深、運航条件も全抵抗に影響します。

船速と船体がつくる波の速さを比べます。水線長100 mの船が10 m/sで走るとフルード数は0.31933で、造波抵抗が急に変わりうる遷移領域に入ります。ブラウザで無料で使えます。

無料
ブラウザで動作
登録不要
データは端末の外に出ません

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

速度: 10
重力: 9.80665
喫水線長: 100
精度: 6

結果

フルード数: 0.31933
レジーム: transition

この計算ツールは、船体速度と水線長に対応する重力波速度の比である無次元のフルード数を求めます。一貫した単位系で速度、重力加速度、水線長をご入力いただくと、Fn と低速域、遷移域、高速域の実用的な分類を返します。相似な船型条件の比較や、造波抵抗が急に変化し得る領域の把握にご利用いただけます。計算は決定論的で通信を行わず、水線長がゼロの場合はエラーになります。

船舶のフルード数が表すもの

長さ基準のフルード数は、船の前進速度と、水線長を尺度とする自由表面重力波の代表速度を比較する値です。式は Fn = V / sqrt(gL) で、V は速度、g は重力加速度、L は水線長です。単位が相殺されるため Fn は無次元となり、寸法と速度が大きく異なる実船と幾何学的に相似な模型も比較できます。

一般に値が低いと造波の影響は比較的小さく、Fn が増えるほど船体と波系の相互作用が強くなります。本ツールでは 0.2 未満を低速域、0.2 以上 0.4 未満を遷移域、0.4 以上を高速域と表示します。ただし、これは比較のための広い目安であり、すべての船型に共通する厳密な物理境界ではありません。

実際の抵抗は排水量、細長比、トリム、付加物、船型、水深、海象にも左右されます。詳細解析が必要な領域を選ぶためにお使いいただき、曳航水槽試験、CFD、海上試運転の代用にはしないでください。出力には入力値、精度、式を含め、領域判定は丸める前の完全な値で行います。

速度、重力、水線長の単位をそろえる方法

3つの物理量には必ず一貫した単位系をご使用ください。SI では速度をメートル毎秒、重力加速度をメートル毎秒毎秒、水線長をメートルで入力します。フィート毎秒、フィート毎秒毎秒、フィートの組合せでも、次元が正しく相殺されるため計算できます。

ノットの速度を SI の重力加速度や長さと直接混在させず、先にノットをメートル毎秒へ変換するか、すべての量を同じ体系へ換算してください。重力加速度は正、水線長も正でなければなりません。負の速度や長さ、欠損値、有限でない数、形式不正の数値文字列は自動補正せず拒否します。

連携向けに velocity、v、g、lwl も受け付けます。精度は表示する小数桁だけを0から15までで指定します。0.2 や 0.4 の付近でも、判定には丸め前の値を用います。

応答に元の入力値を残すため、計算内容を監査しやすくなっています。

抵抗検討と模型縮尺への活用

フルード数は模型試験の計画や、関連する船型同士の比較に特に役立ちます。フルード相似を成立させるには、模型の Fn が実船と一致する速度を選びます。これにより自由表面波形を支配する慣性力と重力の関係が保たれますが、レイノルズ数や粘性効果まで同時に一致するとは限りません。

初期設計で抵抗や出力を Fn に対して表示すれば、水線長が異なる船体を共通の無次元軸で比較し、造波抵抗の山、谷、急増を確認できます。試運転点の整理にも使えますが、本ツールは馬力、全抵抗、限界船速、スクワット、安全運航限界を推定しません。浅水域では水深基準の指標も必要です。

垂線間長や全長は設計水線長と自動的に置き換えられないため、正確な速度、g、水線長の定義、精度を保存してください。ブラウザーでの試算は無料です。検証エラーを明示するため、空欄やゼロの長さが抵抗比較へ紛れ込みません。

活用例

曳航水槽試験の縮尺設定

動的相似となる試験速度を選ぶ際に、模型と実船のフルード数を一致させます。

抵抗曲線の比較

水線長が異なる船体の結果を、共通の無次元速度軸上で比較します。

運航点の確認

計画船速が低速域、遷移域、高速域のどこに該当するかを確認します。

よくある質問

どの単位を入力すればよいですか？

m/s、m/s²、m、または ft/s、ft/s²、ft のように一貫した組合せをご使用ください。ノットと SI 値を直接混在させないでください。

領域分類から全抵抗を予測できますか？

できません。粘性、船型、排水量、トリム、付加物、水深、運航条件も全抵抗に影響します。

船のフルード数はどう計算しますか？

船速を、重力加速度と水線長を掛けた値の平方根で割ります。単位が打ち消し合うため結果は無次元となり、実船と縮尺模型をそのまま比べられます。

水線長100 mの船が10 m/sで走るとフルード数はいくつですか？

約0.31933で、遷移領域に入ります。10 m/sを、9.80665と100 mの積の平方根で割った値です。遷移領域は0.2から0.4のわずか手前までです。

丸めによって領域の判定は変わりますか？

変わりません。領域は丸める前の値で判定するため、0.2や0.4と表示されても実際は境界のわずか手前ということがあります。精度の設定は表示する小数の桁数（0〜15）だけを変えます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"speed":10,"gravity":9.80665,"waterline_length":100}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "speed": 10,
    "gravity": 9.80665,
    "waterline_length": 100
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "speed": 10,
    "gravity": 9.80665,
    "waterline_length": 100
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"speed":10,"gravity":9.80665,"waterline_length":100}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"speed":10,"gravity":9.80665,"waterline_length":100}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/earth/froude-wave-ship", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "speed": 10,
  "gravity": 9.80665,
  "waterline_length": 100
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "earth.froude_wave_ship",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

ブラウザーでは無料で、API の自動リクエストは1回 $0.002 です。

速度、重力、水線長の単位をそろえる方法

速度はゼロでもよく、その場合は Fn = 0 で低速域です。水線長がゼロなら sqrt(gL) がゼロになって比を定義できないため、`invalid_input` を返します。

抵抗検討と模型縮尺への活用

成功した API リクエストは1回 $0.002 で、表計算、設計スクリプト、試験データ処理、教育アプリでも同じ決定論的計算をご利用いただけます。

技術的な質問

どの計算式を使用しますか。

長さ基準の式 Fn = speed / sqrt(gravity × waterline length) を使用します。

水線長がゼロの場合はどうなりますか。

分母がゼロとなりフルード数を定義できないため、invalid_input で失敗します。

API の計算料金はいくらですか。

成功した API リクエストは1回 $0.002 です。ブラウザーでの対話計算は無料です。

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船舶のフルード数計算

無料で実行

計算例

船舶のフルード数が表すもの

速度、重力、水線長の単位をそろえる方法

抵抗検討と模型縮尺への活用

活用例

曳航水槽試験の縮尺設定

抵抗曲線の比較

運航点の確認

よくある質問

関連ツール

開発者向け — APIアクセス

エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

速度、重力、水線長の単位をそろえる方法

抵抗検討と模型縮尺への活用

技術的な質問

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