| 研究概要 |
液体を入れた円筒容器が,ピッチング励振を受けると水平1方向励振を受けた場合と同様に,液面揺動現象の非線形性によって液面が回転揺動を起こす。このような現象が円筒貯槽で発生すると側壁に予想外の大きな圧力が作用する場合があると考えられ,液体貯槽の安全性を向上させるためには,円筒貯槽内液面の回転揺動のメカニズムを解明することが重要であると考えられる.
本研究では,ピッチング励振を受ける場合に,液面揺動の非線形性を考慮した解析を行い回転揺動の発生するメカニズムに着目し,理論計算と実験を行い以下の結果と知見を得た.
1.最低次固有振動数近傍で,液面揺動を支配する非線形振動方程式に摂動法を適用し,面内揺動や回転揺動の発生する条件を求め,さらに,各揺動の安定性の解析を行った.
2.最低次固有振動数近傍の振動数で円筒タンクをピッチング加振し,発生する面内揺動や回転揺動の振幅を測定し,励振振動数と液面揺動の種類と振幅を求めた。
3.計算結果と実験結果はよく一致することを示し,本解析法の有効性を明らかにした.
4.安定面内揺動や回転揺動が存在する励振振幅と励振周波数の関係を明らかにした.
5.水平励振を受ける場合と同様に,ピッチング励振を受ける場合においても,低液深の場合には剛性ばね特性を,高液深の場合には軟性ばね特性であることを示した.さらに,非線形振動現象の特徴であるジャンプ現象を確認した.
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