| 研究課題/領域番号 |
02452225
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
麻生 和夫 秋田大学, 鉱山学部, 教授 (30006639)
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| 研究分担者 |
菅 勝重 秋田大学, 鉱山学部, 助手 (40006672)
土岐 仁 秋田大学, 鉱山学部, 助教授 (80134055)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1991年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1990年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
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| キーワード | 深海底鉱物資源開発システム / 揚鉱管 / 縦振動 / バッファ / ポンプモジュ-ル / 最適形状 / 動吸振器 / 最適設計条件 / 共振振幅 / 最大軸応力 / 横振動 / 抗力係数 / 付加質量係数 / 応答振幅 / 軸応力 / 安全作業条件 |
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| 研究概要 |
深海底に賦存する鉱物資源をポンプ方式で採取するには、海面上の船と海底の集鉱機を結ぶ長大な揚鉱管が必要となる。さらに、その揚鉱管の下端にバッファ、中間に1〜2個のポンプモジュ-ルが必要となる。しかし、海況に起因する船の運動のため、上記の揚鉱管に横振動ならびに縦振動が発生してそのシステムの安全作業上重大な問題が発生する。
本研究は、平成2年度から平成3年度にかけて、それらの振動が発生した場合の上記のシステムの揚鉱管の安全性と制御について理論的および実験的に検討し、以下に述べるように、ほぼ所期も目的に沿った成果をあげることができた。
1.平成2年度において、揚鉱管とともに振動するバッファやポンプモジュ-ルに作用するまわりの海水の流体力の評価方法を確立した。さらに、種々の形状をもつバッファやポンプモジュ-ルに作用する流体力を求めたのち、揚鉱管の縦振動と横振動を解析して、揚鉱管の動的強度について検討し、それらの振動のうち持に縦振動を抑制・制御することの重要性を強調した。
2.平成3年度において、バッファやポンプモジュ-ルの形状により揚鉱管の縦振動を抑制することを検討し、高抗力を生じさせる形状のものほど、縦振動の抑制効果が大きいことを明らかにした。さらに、縦振動を抑制するためのバッファやポンプモジュ-ルの最適形状について示唆し、最適形状と思われるバッファを使用することにより、その揚鉱管の縦振動の共振振幅を約40%まで軽減できることを指摘した。つぎに、それらのポンプモジュ-ルやバッファに動吸振器を装備することにより、本システムの揚鉱管の縦振動の共振振幅を50〜63%、最大軸応力を18〜40%軽減できることを明らかにして動吸振器の有効性を指摘した。さらに、それらの動吸振器の最適設計条件を明らかにした。
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