海洋構造物に働く非線形波力について

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07455401
• 研究種目: 一般研究(B)
• 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, 助教授 (70107366)
• 研究分担者: 鮑 偉光 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90238220)
• 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

従来の多数の研究により線形波力及びその応答についてはほぼ満足のいく理論推定が可能となっているが、今後重要性が増すと考えられる超大型や超薄型柔軟そして超大水深の海洋構造物の場合、非線形波力の推定がより必要となる可能性がある。和・差周波数成分の二次波力や潮流と波との干渉波力等の非線形波力を統一的に扱うため、本研究では摂動法を取り上げた。摂動法で非線形流体力を計算する場合、線形計算が基礎となるが、線形流体力を求める場合に比べて格段の精度工場が要求され、計算コードの精度確認が重要となる。そこで本研究では比較の基準となる準解析解を固有関数展開法で求める。本年度は潮流と波の鉛直浮体群に働く干渉波力を微笑潮流速、微笑波傾斜の仮定の基にデイフラクション問題のみならず、ラディエーション問題についても解析し、6自由度の運動を許した浮体に働く波漂流力を求めた。精度のチェックは浮体の表面圧力積分による内部解と運動量保存則による外部解との比較によった。ラディエーション流体力については相反定理も満足する。
水槽模型試験を行い前後方向のみならず横方向、回転方向の流体力を理論値と比較し良い一致を得た。
任意形状物体に適用できる手法としてハイブリッド法による理論計算も行った。すなわち内部領域には高次要素による境界要素法を、外部領域には先に述べた固有関数展開法を用い、鉛直円柱について準解析解と比較し良い一致を得た。

研究成果

• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [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)
• [文献書誌] 木下 健 他: "超大型浮体構造物" 成山堂書店, 531 (1995)