2005 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
16206086
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶原 宏之 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30114862)
柏木 正 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00161026)
中村 昌彦 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40155859)
山口 悟 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (00253542)
田村 兼吉 海上技術安全研究所, 海洋開発研究領域, グループ長 (50373428)
|
|---|
| Keywords | ライザー管 / 渦励振 / 再現性 / 制御 / ゲインスケジューリング |
|---|
| Research Abstract |
本年度の研究では長大弾性管に働く揚力の数学モデルを開発する際に、最も困難である揚力の位相の決定法を開発した。また適切な課程をおいて運動方程式を準線形化し、主方向及びそれに垂直方向の運動方程式をモード法を用いて独立に解いた。さらに実験水槽において不規則強制動揺実験を一様流がある場合とない場合の実験を行った。模型実験によって得られた実験結果と数値計算結果を比較し、主方向運動加速度が極端に大きい場合及び主方向運動加速度が非常に小さく渦励振が顕著に現れない場合を除き、渦励振による振動振幅及び振動周波数帯に関して妥当な予測結果をもたらすことを確認した。さらに渦励振の再現性実験を行い、位相の変化は時折見られるものの、概ね安定して再現性があることを確認した。特に周波数領域ではほぼ完璧な再現性があることを示した。
また長大弾性管の下端制御システムの開発をゲインスケジューリング制御の1つである線形パラメータ変動(LPV)法に基づいて行った。この方法は長大弾性管に働く流体抗力が速度変動によって大きく変化しても有効と考えられるので採用した。
制御システムへの要求は次の通りである。
1)迅速に目標点に到達し振動発生を防止する。
2)過大な制御入力を要求しない。
3)上部傾斜角を3度以下に押さえる。
以上の境界条件を附加して制御システムの設計を行い、得られたシステムによって、数値シミュレーションと水槽実験を行い、開発した制御システムの有効性を確認した。
|
