| 研究概要 |
本研究は,異常気象など荒天時下の波浪外力を受ける沿岸・海洋構造物の運動を動的な相互作用の連成運動系として取り扱い,その挙動特性を理論的・実験的に調べて,数値シミュレ-ション手法を確立するとともに,構造物の最適断面決定の為の最適化手法の応用とその指針を目的とした。
1.有脚式構造物に作用する砕波波力の特性とその評価に関する研究;(1)円筒形部材の砕波力発生機構を調べる為に,超小型圧力センサ-を用いて波圧分布を測定し,その積分により波力分布の算定を行った。また歪ゲ-ジを用いたモ-メント法により全体波力の動的計測を行った。更に,局所波力の正確な計測と波力分布の時空間分布変動を明らかにする為に,波力の局所計測装置を作製しこれを用いた。これらの結果,波力分布式として,モリソン式に砕波の衡撃圧を考慮した提案式を示した。提案式は基本的には分布形状を近似するが,砕波形態の相遠によっては誤差も生じる為、なお改良の余地がある。(2)砕波過程内部の諸量を調べる為に、SMAC法の改良による砕波過程のシミュレ-ション手法の開発を行った。実験に基づき,砕波による乱れおよび水塊の突入によるエネルギ-逸散の数値モデルを導入し,極めて良く砕波過程を再現できる。
2.係留式浮体構造物の動的挙動特性に関する研究;(1)有限振幅運動をする波と浮体との相互運動系の解析方法を示し、さらに(2)荒天時下の係留された浮体のより正確な運動解析のため,これまで課題であった非線形係留索の動的解析手法を開発した。規則波および不規則波中での係留浮体の有限振幅運動特性について種々検討を行った。
3.最適化手法による有脚式構造物の構成部材の断面決定:実験結果より提案した砕波波力の分布式に対し,円柱部材の円径を設計変数として,部材応力に関する制約条件の下で円柱の体積を最小にするような最適化を行った。今後は立体構造物に対する最適設計が目標とされる。
|
