トライブリッド可視化による風力発電基礎の支持力特性の解明と多連成メッシュレス解析
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21K04266
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
野々山 栄人 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (00624842)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮田 喜壽 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (20532790)
多田 毅 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (50535490)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 地盤工学 / 洋上風力発電 / 可視化 / 数値解析 |
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| Outline of Research at the Start |
風力や波力を主とし，自重を従とする組合せ変動作用を受ける洋上風力発電構造物を対象に，構造物基礎の支持力特性を実験的に明らかにし，数値解析手法を確立して基礎の耐久性能の評価法の構築を目指す．具体的には，透明土を用いた組合せ変動作用下での地盤・水理模型実験で，地盤，流体，支持構造物の動的挙動の三次元トライブリッド可視化手法を確立し，基礎の安定・変形メカニズムを明らかにする．次に，粒子法解析プログラムをベースに地盤－流体－支持構造物系の動的相互作用計算可能な多連成メッシュレス解析手法を確立する．最後に，基礎の設計法の合理化に寄与するために，組合せ変動作用下における基礎の耐久性能の評価法を提案する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，風力や波力と自重による組合せ変動作用を受ける洋上風力発電構造物を対象に，構造物基礎の支持力特性を実験的に明らかにし，数値解析手法を確立して基礎の耐久性能の評価法の構築を目的として，1）透明土を用いた組合せ変動作用下での地盤・水理模型実験により，地盤，流体，支持構造物の動的挙動の三次元トライブリッド可視化手法の確立，2)基礎の安定・変形メカニズムの解明，3)地盤－流体－支持構造物系の動的相互作用計算可能な多連成メッシュレス解析手法の確立を目指す．以下に成果の概要を説明する．
令和4年度は，令和3年度の知見をもとに，透明試料（ラポナイト粘土）を用いて，地盤－流体－構造物系の動的挙動を解明するために，トライブリッド可視化手法について検討を行った．地盤および流体挙動に対してはPIV画像解析を，構造物の挙動に対してはPTV画像解析をそれぞれ適用する可視化模型実験システムを構築し，三者の挙動を同時に明らかにした．模型実験結果より，流体力を受ける地盤－構造物系は，地盤－構造物が一体となって挙動し，地盤－構造物間でのすべりが生じ，その影響で地盤内でのすべりが進展し，その地盤挙動が流体運動へ影響を及ぼすという相互作用の進展メカニズムを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度は，透明試料を用いた可視化模型実験システムの構築と模型実験および画像解析を実施し，得られた知見からも概ね順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は，これまでに得られた知見を基にして，本申請課題の目的である組合せ変動作用を受ける基礎構造物の支持力特性を明かにするために，実験条件を変えた模型実験の実施および数値解析による検討を行い，組合せ変動作用時の基礎の安定・変形メカニズムを明らかにする．
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
