超大型浮体式海洋構造物の波浪中における挙動の基礎的理解に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650907
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高木 健 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90183433)
• Keywords: 超大型浮体 / 海洋構造物 / 流力弾性挙動 / 波向線理論 / 境界積分方程式 / WKBJ近似 / 放物近似

Research Abstract

本研究では、弾性動揺を波動の伝播としてろらえる計算法を拡張して超大型海洋構造物の波浪中動揺を平面的に伝播する波動として捕らえた場合に得られる境界積分方程式を導き、その性質を調査して超大型海洋構造物の波浪中動揺の基礎的な物理を明らかにする。また、上記積分方程式を実際に解くために数値的技法の調査及び求解の可能性を調査する。これを基に積分方程式解法の計算プログラム作成すること。また、この手法に基づいて超大型海洋構造物に働く漂流力及びラディエーション応力について理論的検討を行い、所謂2次の力や流れを明らかにすることが目的である。本年度は上記の境界積分方程式を導いて、弾性挙動を波動の伝播として捉える計算法の基礎式を求めた。しかし、その計算法に忠実に計算を行うと正確ではあるが、計算量が大きいことも判明した。そこで、浮体端部等の特殊な部分を除くと概ね良好は近似を示すWKBJ近似に基づく所謂波向線理論を利用して比較的簡便な計算で超大型海洋構造物の波浪中動揺の弾性挙動を求めた。それによる計算値と他の研究で公表されている厳密な計算値との比較により、提案した計算法が比較的良く一致することが分かった。これは、本研究の主目的である弾性挙動の捉え方として、波動として捉えた場合、短波長近似であるWKBJ近似が弾性挙動の基礎的性質を表している事を示している。しかし、短波長近似として最も簡便な波向線理論のみでは、たとえば波向が向い波や横波の時に弾性挙動、特に端部付近の挙動を上手く説明はできない。そこで、それらの場合に適応できる所謂Parabolic Approximationについても検討した。また、角部の挙動および漂流力などの2次の力を求める方程式も導いた。これらの検討結果は来年度以降、数値計算と併せて研究を進展させる予定である。

Research Products

• [Publications] Takagi,K.and Kohara,K.: "Application of the Ray-Theory to Hydro-Elastic Behavior of VLFS"Proc.of 10th Int.Offshore and Polar Eng.Conference. 72-77 (2000)
• [Publications] 高木健: "VLFSの波浪中弾性挙動と漂流力に対するWKBJ近似の応用、、第234号"関西造船協会誌. 234. 79-84 (2000)