1997 Fiscal Year Annual Research Report
超大型浮体構造物に作用する外力の推定及び係留システムの安全性評価
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09751024
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
馬 寧 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (30251755)
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| Keywords | 超大型浮体 / 波浪外力 / 波漂流力 / 流力弾性 / 浅水影響 / 動的応答 / 係留 |
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| Research Abstract |
超大型浮体構造物(Very Large Floating Structure,以下VLFSと略す)の実現に向けて解決せねばならぬ技術課題の一つは、波浪などの外力の精度良い推定と係留技術の確立である。本研究はVLFSの特徴である空間的広がり、設置海域の浅水性の影響を重視し、環境外力の推定並びに係留システムの評価法の開発を目的に、本年度は特に波漂流力に重点を置き次のように研究を行った。
1.まず剛体である多柱支持型浮体について、柱体間流体力の干渉及び流体力干渉の全波強制力への影響を3次元線形干渉理論により検討した。つぎに水槽実験を実施し理論計算の妥当性を検証した。その結果多柱支持型VLFSの流体力干渉の特徴に関して幾つか有用な知見を得ることができた。
2.1に引き続いて浮体の規則波中非線形2次波力である定常波漂流力の計算コードの開発に取り込んだ。同時に試計算を行い、その結果と水槽実験で得られた結果との比較も行い、波の反射に基づく成分(ディフラクション成分)に関して比較的満足な一致が得られた。
3.上記1、2の計算法を浅水域に設置された弾性構造物へ適用すべく、数値モデルの改良を行った。剛体のみならず弾性変形を有する浮体、いわゆる流力弾性影響を考慮し、また海底との干渉も取り入れ、VLFSの線形及び非線形の波力についてより実際に近い検討ができるようになった。
4.不規則波による非線形波力の変動波漂流力の近似計算法開発に取り込んだ。定常波漂流力の結果に基づいて簡易数値シミュレーションのプログラムを開発し、特にVLFSの場合に重要と思われる海洋波の短波頂性と主方向なども考慮できるようにした。
5.係留システムの総合的検討の第一歩として、長さ7.1mの大型弾性モデルの短波頂不規則波中水槽実験を実施し、弾性撓み・曲げモーメントと共に係留反力の計測を行った。係留系及び浮体本体について取得した基礎データを今後係留VLFSの動的挙動解析法の開発に役立てていく。
最終年度においては、さらに精度向上のため開発した理論計算プログラムの改良を行うとともに、風・潮流による外力の推定も行った上、複合外力下の超大型浮体構造物の係留系も含めた挙動解析・安全性評価の検討をしていく予定である。
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[Publications] Ma,Hirayama: "Hydroelastic Response of Two Types of Very Large Floating Structures" Proc.16th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. Vol.VI. 211-218 (1997)
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[Publications] Hirayama,Ma: "Dynamic Response of a Very Large Floating Structure with Active Pneumatic Control" Proc.7th International Offshore and Polar Engineering Conference. Vol.1. 269-276 (1997)
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[Publications] 平山次清、馬 寧, ほか: "応答から見た波浪の諸問題" 第13回運動性能研究委員会シンポジウム,日本造船学会. 第1編. 31-80 (1997)
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[Publications] 平山次清、馬 寧, ほか: "長大弾性浮体の空気圧式姿勢制御(第一報)-簡易数値シミュレーションによる基礎的検討-" 日本造船学会論文集. 第182号. 349-355 (1997)
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[Publications] 馬 寧、平山次清: "長大弾性浮体の空気圧式姿勢制御(第二報)-空気圧アクチュエータの特性及び水槽実験による検証-" 日本造船学会論文集. 第18号(発表予定). (1998)
