津波による、超大型浮体式海洋構造物の運動と係留システムへの影響に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09875254
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 増田 光一 日本大学, 理工学部, 教授 (10120552)
• Keywords: 津波 / 超大型浮体式海洋構造物 / 長周期波 / 運動応答 / 係留索張力 / 水槽実験 / 数値シミュレーション法

Research Abstract

本研究では、沿岸域に係留された超大型浮体式構造物に津波が作用した際に、津波が超大型浮体式構造物及びその係留システムに与える影響を明確にすることを目的とする。この際、沿岸域における津波を想定した数値シミュレーション法の開発を行い、水槽実験と併せて、超大型浮体式構造物に津波が作用した際の、超大型浮体式構造物の運動応答特性と係留系に作用する係留力の応答特性を解明する。
今年度は以下の項目に関して研究を行った。
・数値シミュレーションに関して
浮体式海洋構造物の設計を念頭に置いた津波の数値シミュレーション法の開発及び超大型浮体構造物の運動応答ならびに係留力応答に関する実用的な数値計算法の開発を行った。後述する実験結果との比較から、開発した数値計算法は小さな計算労力で津波中浮体に作用する津波波力ならびに運動応答・係留力応答に関してその定性的な傾向を再現できた。
津波の数値シミュレーション法に関しては、鉛直2次元断面における海底断層モデルに基づく津波伝播計算法を開発した。
・水槽実験に関して
日本大学海洋建築工学科2次元水槽において、津波を想定した長周期波を発生させ、造波した長周期波を用いて、浮体に作用する津波波力ならびに浮体の運動応答ならびに係留力応答を計測・解析する。この際、実験パラメータとしては、津波周期・波高を数パターン程度変化させ、浮体の応答に与える影響を探る。この際、特に津波の周期の影響に着目し、どの程度の周期から津波波力が問題になるのかを実験的に解明した。津波を長周期波として考えた場合、浮体の運動応答ならびに係留力応答にとって、津波波力そのものはもちろんのこと、津波周期と浮体式構造物の係留系を含めた運動の固有周期との関係が重要な因子となり、大きな運動応答ならびに係留力応答を示すことが判った。

Research Products

• [Publications] 増田光一,宮崎剛: "A Study on Estimation of Wave Exciting Forces on Floating Structure under Tsunami"Proceedings the 3^<rd> international workshop on very large floating structures(VLFS99). vol.1. 149-154 (1999)
• [Publications] 増田光一,宮崎剛,大澤弘敬: "津波作用下の浮体式海洋構造物の応答に関する研究-津波中浮体の運動応答並びに係留索張力応答-"日本造船学会論文集. 第186号. 270-276 (1999)