| 研究概要 |
本研究では,大型浮体式海洋構造物の波と流れの複合作用下における流体・弾性体連成挙動の解析法の確立を目的として,理論解析プログラムの開発と水槽模型実験による検証を行った。主な研究成果は以下の通りである。
1.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展開し,グリーン関数法を用いて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。また曳航方向と逆向きに流れを作用させれば,波浪中を曳航される浮体にも対応させることができる。
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浮体構造物の流力弾性応答の半解析解を導出した。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。
3.上記の数値解析プログラムを使用し,波浪中を曳航される円板状浮体構造物ユニットの流力弾性応答の数値解析を行い、波浪中を曳航される浮体の流力弾性応答は曳航速度の影響を顕著に受けること,その影響は波と流れの相互干渉により生じるものでドプラー効果だけでは説明し得ないことなどの知見を得た。
4.大型浮体構造物の縮小模型を製作し,規則波中における浮体の弾性応答(変位,歪)の計測実験を行った。実験の結果は本研究で開発した波浪応答解析プログラムによる解析結果と概ね良い一致を示し,解析法の妥当性が確認された。
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