浮体式海上空港の変位及び姿勢の制御方法に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08751077
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 馬 寧 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (30251755)
• キーワード: 海上空港 / 超大型浮体 / 流力弾性 / 空気式制御装置 / 姿勢制御 / 超長期耐用

研究概要

浮体式海上空港を想定した超大型浮体の波浪による変位、姿勢変化を是正又は能動的に制御する方法を開発する事を目的に、本研究で浮体挙動の基本特性の推定からスタートし、超大型浮体構造物の変位・姿勢の制御方法に関するフィージビィティ・スタディを次のように行った。
1.流力弾性理論に基づいた数値計算法により、波浪中浮体の挙動を解析し流体力や撓み振動の空間的分布を明らかにした。これにより制御方法の検討のための基礎データを得ることができるようになった。
2.受動型減衰器や吸振バネが付加された浮体の波浪中挙動の数値シミュレーションを行い、これらを超大型浮体への適用の可能性について、検討した。その結果広範囲の波周期に対応するため能動的な制御装置を備えた法が良いとの結論を得た。
3.交換可能な複数ユニットで構成された大型模型(長さ7m)を用いて水槽実験を実施し、波浪中浮体応答の理論計算の結果を検証した。また同模型に多数の空気圧利用した浮力調整型動的制御装置を取り付け、コンピュータ制御プログラムも含めシステムの開発を行った。
4.前記装置により浮体の各種状態(完全、ユニット欠損、静的荷重による傾斜など)での姿勢回復及び、空気圧調整による浮体の波浪中上下動などの能動制御、さらに浮体の各種モードの強制動揺等の実験及び数値シミュレーションなどの理論的検討を行い、開発したシステムの有効性及び適用範囲を検討した。

研究成果

• [文献書誌] 平山、馬、西尾、佐藤: "長寿命型浮体式海上空港の波浪中応答特性-第3報短波長域の応答及び姿勢制御の試み-" 日本造船学会論文集. 179. 153-164 (1996)
• [文献書誌] Ma,Hirayama: "Hydrodynamic Interaction and Hydroelastic Response of Very Large Structures in Waves" 3rd Korea-Japan Joint Workshop on Ship and Marine Hydrodynamics. 167-175 (1996)
• [文献書誌] 平山、高山、宮川、馬: "浮体式海洋構造物の空気式姿勢制御システムの開発" 関西造船協会誌. 226. 99-105 (1996)
• [文献書誌] Hirayama,Ma,et al.: "Long Life FLoating Airport-Conceptual Propose and Basic Study on Response and Attitude Control-" Proc.of Int.Workshop on Very Large Floating Structures. 41.1-41.8 (1996)
• [文献書誌] 馬、平山、佐藤: "多柱式セミサブとポンツーン型大型浮体の波浪中弾性応答の比較" 日本造船学会論文集. 180. 353-363 (1996)
• [文献書誌] Ma,Hirayama: "Hydroelastic Response of Two Types of Very Large Floating Structures" 16th Int.Conf.on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. (発表予定). (1997)