1991 Fiscal Year Annual Research Report
荒天時の波浪作用下における沿岸・海洋構造物の動的挙動特性とその最適設計
| Project/Area Number |
02452192
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
三池 亮次 熊本大学, 工学部, 教授 (50040374)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 一郎 熊本大学, 工学部, 助教授 (40109666)
滝川 清 熊本大学, 工学部, 助教授 (80040450)
|
|---|
| Keywords | 沿岸・海洋構造物 / 砕波波力 / 有限振幅運動 / 流体力評価 / 最適設計 / 係留浮体 / 砕波 / 数値シミュレ-ション |
|---|
| Research Abstract |
(1)円筒形部材に作用する砕波波力;昨年度は圧力センサ-による波圧の測定を行い,それを積分して波力を求めた。またモ-メント法により歪ゲ-ジを用いて直円柱に作用する全波力を測定したが,今年度は直円柱の任意の場所での局所波力を直接測定できるよう装置を改良し,鉛直および水平設置の円柱波力の時間・空間分布特性を調べた。これらの結果波力鉛直分布の提案式として,Morison式に砕波の衝撃圧を考慮した実験式を提示した。砕波の形状と対応して,実験および提案式との比較を行い,基本的にはその分布形成は近似できるが,砕波形態(特に巻き波砕波)によっては,1,5倍程度にもなり,今後とも修正検討の余地がある。
(2)最適化手法による円筒形部材の断面決定:実験的に提案した砕波波力の分布式に対し,円柱部材の内径を設計変数として,部材応力に関する制約条件の下で円柱の体績を最小にするような最適化を行った。今後は立体構造物に対する最適設計が目標とされる。
(3)砕波波力をFroudーKrylov力として評価する目的から,砕波過程の数値計算手法の開発を進展した。砕波帯を含む比較的広範囲での波高,流速の測定から渦度,歪度の時空間分布やスペクトル特性を調べ,その結果,砕波過程における乱れや流体塊の突入に伴うエネルギ-逸散の数値モデルとして,渦半径を混合長としたPlandte型および歪度の時間変化(加速度項に相当)を考慮した数値解析モデルを考案した。結果は極めて良く砕波内部の複雑な過程を再現し,十分な力学的評価を行える様になった。
(4)荒天時下における係留浮体の挙動をより正確に計算する為に,昨年度までの最後の課題であった係留索そのものの動的解析を進展させ,実験との良い一致を得て,その非線形特性について検討した。規則波および不規則波中における,波ー浮体ー係留系の有限振幅の非線形な相互作用特性について,種々検討を加え,これらの成果を発表した。
|
-
[Publications] K.Takikawa;I.Kobayashi;R.Miike: "Numerical Analysis of Nonlinear Coupled Motion of Waves and a Moored Floating Body under Severe Storm Condition." The 4th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering,JSCE,Aij. 199 (1991)
-
[Publications] 滝川 清,山田 文彦,有元 光久,田渕 幹脩: "斜面上の砕波変形過鍋の内部特性とその数値解析" 海岸工学論文集. 38. 61-65 (1991)
-
[Publications] 滝川 清,三池 亮次,古田 英樹: "係留浮体の有限振幅動揺特性解析" 応用力学連合講演会講演予稿集. 41. 97-100 (1992)
-
[Publications] 滝川 清,外村 隆臣,古田 英樹,梅山 雅史: "非線形性を考慮した波ー浮体ー係留索の連成運動解析" 平成3年度 土木学会西部支部研究発表会構演概要集. 2-20 (1992)
-
[Publications] 滝川 清,古田 英樹,三池 亮次,外村 隆臣: "非線形係留浮体の有限振幅動揺特性の解析" 海岸工学論文集. 39. (1992)
-
[Publications] K.Tokikawa;H.Furuta;I.Miike: "Numerical Anatysis of Finite Amplitude Motion under correlated motion systim of Waves and a moored Floating Body." International Journal for Numerical Methods in Fluids.
