| 研究概要 |
海洋空間利用を目的とした大型浮体式構造物は,厚さが数mに対して平面的な広がりが数百mから数kmに及ぶ巨大なものであり,その波浪中における応答は弾性変形が支配的となり,流体と弾性体との動的相互作用,すなわち流力弾性挙動を考慮した流体力及び応答の評価が必要になる。本研究では,大型浮体式構造物が波と流れの複合作用を受ける場合の流力弾性挙動を予測するための理論的手法を確立するとともに,造波水槽を用いた実験によりその妥当性を検証することを目的とする。本年度は3年計画の2年目に当たり,前年度に展開した解析理論の拡張,数値解析プログラムの改善及びパラメトリックな数値解析の実施に重点を置いて研究を行った。主な研究成果は次の通りである。
1.前年度に展開した波と流れの複合作用を受ける大型浮体式構造物の流力弾性応答を低流速近似摂動理論に基づき予測する理論を3次元任意形状にも適用できるように拡張し,これを評価するための数値解析プログラムを開発した。本手法は,波と流れが存在する場合のポテンシャル流れ理論の支配方程式を流速に比例するパラメーターについて摂動展開し,流速の2次項を省略することによって,波と流れが共存する場合の流力弾性解析を流れがない場合のグリーン関数を核関数とする積分方程式の解に帰着させる極めて効率的な解析法である。
2.上記の理論を適用し,波と流れの複合作用を受ける大型円盤状浮体構造物の流力弾性応答の解析解を導出した。本解は3次元任意形状解析プログラムの妥当性や精度を検証する際のベンチマークとなりうるものである。さらに,広範なパラメトリック解析を行い,波と流れが共存する場合には,両者の相互干渉効果により波だけの単独作用時よりも流体力や応答が著しく増加することを示す結果を得た。
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