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この研究は海中構造物を係留するのに用いられるケーブルが潮流や波浪の作用を受けるとき、どのような応答特性を示すかを理論的に解析し、その特性を数値解析的に明らかにすることを目的として実施されたものである。
まず、既往の研究によって定式化された3節点曲線ケーブル要素を用いて、流体力を受けるケーブル部材の大変形有限要素解析を行った。また同時に、骨組み構造部材や浮体などの構造要素をも組み込んで、ケーブルで係留された各種の構造物の解析が行えるよう理論の展開を行った。
ついで、この解析結果を基に海中骨組構造物の数値解析を行うための汎用コンピュータープログラムを開発した。このプログラムは、(1)3次元静的大変形解折、(2)固有振動解析、(3)時刻歴応答解析の三つの機能を持ち、いずれの場合もケーブル要素のみならず、トラス要素、フレーム要素および浮体要素が組み合わせられるようになっている。また、時刻歴応答については解析結果を図形処理の専用プログラムに接続することによって、解析結果が分かりやすく表示されるようにしている。
完成したプログラムのテストランの結果、数値解の精度や非線形計算の収束状態もほぼ満足のいくものであることが分かり、実用に供し得るものであることを確認した。なお、今後の改良によって、より使い勝手のよい汎用的実用プログラムに仕上げる予定である。
実際の海中構造物のケーブルを想定したモデルにより、ケーブルが潮流力を受けるときの静的大変形挙動および波浪の作用を受けるときの動的応答につき、各種のケーススタデイを行ってその特性を調べた。
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