研究概要 |
本研究は,円筒容器をもつ弾性構造物が鉛直方向の狭帯域不規則加振を受ける場合の構造物と液面の非線形連成振動を対象とするが,本年度は主に,容器内液面に節直径を有する非軸対称1次のスロッシングモードが励起される場合を扱い,構造物と液面スロッシングの固有振動数の間に2:1の同調条件が満たされる場合について理論的に調べた.その結果,以下の知見を得た. (1)理論解析では,流体力の非線形性を考慮し,流体の運動を支配する偏微分方程式系を基に,ガレルキンの方法を用いて構造物の鉛直変位と卓越して現れる液面モードの振幅に関する常微分方程式系,すなわちモード方程式を近似的に導いた. (2)上記(1)のモード方程式を用いて数値シミュレーションを行い,構造物変位の2乗平均値は狭帯域不規則外力の中心周波数のある範囲で非連成系の場合より小さくなることを明らかにした. (3)液面応答には,不規則外力のパラメータに依存して間欠的にスロッシングが発生する場合がある. (4)不規則外力の強さが大きく,帯域幅が小さいほど,液面スロッシングが発生する不安定状態の領域は広くなる. 以上の理論的結果は近似理論に基づくため,現在,実験により理論的結果の妥当性を検証中である.
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