1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07555319
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
大楠 丹 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70038537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松永 康二 石川島播磨重工業(株), 技術研究所流体燃焼研究部, 課長
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| Keywords | 大水深 / ライザー管 |
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| Research Abstract |
ライザー管の挙動を解析する方法に関する研究や、水槽試験に関する報告は少なくない.しかしながら、長さが数千メートルを超える大水深ライザーの解析は一般的には困難であり、合理的な設計に役に立つ成果が未だ得られていない.本研究は次の目的で行っている.
(1)有限振幅で変形する長さが数千メートルのライザー管が海水から受ける複雑な流体力学的な作用について解明し、その評価法を確立する.
(2)次にそれに基づいて大水深ライザー管の捩り、曲げ、伸縮などについて非線形性を考慮した動的シミュレーション法を開発する.
得られた成果は次のとおりである.
(1)現在使われている大水深用ライザー管の設計法について調査し、その問題点を明らかにした.
(2)大水深用ライザー管が、曲げ、伸び、捩りの有限変形をするときの動的挙動と荷重の数値シミュレーション法を開発した.計算法は2種類開発した.その1は、管を多数の要素に分割し、形の挙動を支配する微分方程式を数値的に積分する方法である.計算精度について十分に検討を加えて、電子計算機による数値計算に時間がかかるとしても精度が保証される結果を与える計算法としなければならない.(この方法は、要素数の増加に伴い時間ステップを小さくする必要から計算時間が非常にかかることが知られている.この計算法は、他の近似計算法の精度のチェックや詳しい計算が必要な力学的に難しい現象の検討に用いる.次に、実際の設計に用いることができる計算法として、計算される管の挙動に大きな誤差が生じない範囲で管の変形に若干の制限を加え、Galerkin法によって管の動的有限変位を数値計算する高速計算プログラムを開発した.
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