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海洋構造物に働く非線形波力について

研究課題

研究課題/領域番号 07455401
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 海洋工学
研究機関東京大学

研究代表者

木下 健  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70107366)

研究分担者 鮑 偉光  東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90238220)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1997年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1996年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1995年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード波漂流力 / 波漂流減衰力 / 長周期運動 / スプリンギング / リンギング
研究概要

将来の実用化が期待される超大型や超薄型の柔軟浮体構造物や、超大水深係留浮体構造物の場合は、既存の浮体構造物以上に非線形応答が安全設計のうえで重要になる。非線形の扱いとして本研究では摂動法を取り上げた。すなわち波傾斜に対して二次の微小量であり、前進速度に対して一次の微小量の非線形波力である波漂流減衰力と、二倍周波数、三倍周波数の非線形波力の問題を摂動法により定式化して、外部解に固有関数展開を用いる計算法を開発した。
本研究では準解析解として、浮遊直立円柱の固有関数展開による解を、ラディエーション問題を含む形で示した。そこでは半無限積分は、指数減衰する項を除いて、すべて解析積分され、解の収束も充分に確かめられた。つぎに、一本の円柱の解を複数本の配列の場合に拡張する方法を示し、四本柱のプラットフォーム模型を用いた水槽実験を行い、準解析解が、実用上重要な高周波域では、砕波限界に近い波高まで良く実験値と対応することを示した。当然渦放出を伴う、前進する円柱に働く二次波力の問題に、ポテンシャル理論が予想よりはるかに良い推定値を与えた。ポテンシャル理論が、この問題に良い推定を与えることが確認されたので、さらに任意形状浮体に適用できる方法としてハイブリッド法を示した。すなわち浮遊直立円柱の外部解をそのまま外部解として、円筒と任意形状浮体にかこまれる領域に高次要素による境界要素法を適用した。ここでは半無限積分の問題は前問と全く同様に解析的に処理され、数値的に解かれるのは、狭い閉じた領域である。二次要素を用いていることと、領域が狭いことにより、きわめて少数の分割で高精度の解が得られることが確かめられた。この方法により、浮体幅、浮体吃水の波漂流衰力への影響を示した。
つぎにスプリンギング現象の起振力である二倍周波数波力と、リンギング現象との関連で注目されている三倍周波数波力の問題を扱った。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] T.Kinoshita, W.Bao and S.Sunahara: "The hydrodynamic forces acting on a cylinder array oscillating in waves and current" Journal of Marine Science and Technology. 2-3. 135-147 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 砂原 俊之、木下 健、鮑 偉光、庄司 邦昭: "潮流と波浪の共存場における円柱列に働く2次の定常波漂流力とヨ-モーメント" 日本造船学会論文集. 182. 255-265 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kinoshita, W.Bao and R.Zhu: "Higher-order boundary elment method for the interaction of a floating body with both waves and slow current" Journal of Marine Science and Technology. 2-4. 268-279 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kinoshita, W.Bao and S.Sunahara: "The hydrodynamic forces acting on a cylinder array oscilationg in waves and current" Journal of Marine Science and Technology. Vol.12 No.3. 135-147 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sunahara, T.Kinoshita, W.Bao and K.Shoji: "Second order steady drift forces and yaw moment on multiple cylinders in waves and slow current" Journal of The Society of Naval Architects of Japan. Vol.182. 255-265 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kinoshita, W.Bao and R.Zhu: "Higher-order boundary element method for the interaction of a floating body with both waves and slow current" Journal of Marine Science and Technology. Vol.2 No.4. 268-279 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kinoshita, W.Bao and S.Sunahara: "The hydrodynamic forces acting on a cylinder array oscillating in waves and current" Journal of Marine Science and Technology. 2-3. 135-14 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 砂原俊之、木下健、鮑偉光、庄司邦昭: "潮流と波浪の共存場における円柱列に働く2次の定常波漂流力とヨ-モーメント" 日本造船学会論文集. 182. 255-265 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita, W.Bao and R.Zhu: "Higher-order boundary element method for the interaction of a floating body with both waves and slow current" Journal of Marine Science and Technology. 2-4. 268-279 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita and W.Bao: "Hydrodynamic forces acting on a circular cylinder oscillating in waves and a small current" Journal of Marine Science and Technology. 1. 155-173 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita,W.Bao and S.Sunahara: "The mean drift forces and yaw moment on multiple-cylinders in waves and current" Proceedings of 15th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 1-B. 267-277 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita,R.Zhu and W.Bao: "Wave drift damping computed by higher order boundary element method" Proceedings of TECHNOOCEAN'96(International Symposium). 2. 721-726 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita and W.Bao: "Accuracy check by far and near field formulae of wave drift damping of a freely floating vertical circular cylinder" Proceedings of the second International Conference on Hydrodynamics. 1. 427-432 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita and W.Bao: "Interaction of Freely Oscillating Vertical Cylinders with Waves and Slow Current" Proceedings of 10th International Workshop on Water Waves and Floating Bodies. 121-124 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 馮 躍、木下 健、鮑 偉光: "側壁反射を用いて水槽に発生させた方向波の方向特性についての理論的考察" 日本造船学会論文集. 177. 177-186 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita and W.Bao: "Circular Cylinders Freely Oscillating in Both Waves and Slow Current" Proceedings of 5th International Offshore and Polar Engineering Conference. 3. 196-205 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita,S.Sunahara and W.Bao: "Wave Drift Damping Acting on Multiple Circular Cylinders (Model Tests)" Proceedings of 14th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 1-A. 443-454 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kinoshita and S.Takase: "Response Statistics of Moored Offshore Structures" Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 117. 159-165 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 木下 健 他: "超大型浮体構造物" 成山堂書店, 531 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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