超大型浮体式海洋構造物の弾性応答の低減に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750823
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 村井 基彦 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 助教授 (60292893)
• キーワード: 超大型浮体 / 海上空港 / メガフロート / 弾性応答 / 小型水槽実験 / 水理実験 / 波浪可視化

研究概要

平成12年度は、現有の計算コードを、「防波堤の影響と超大型浮体式構造物の弾性応答を一度に解くことの出来るコード」および「大型浮体局部の剛性変化に対応できる計算コード」へと拡張した。その計算コードに基づく数値解析を行い、超大型浮体式構造物の弾性応答の低減に関して、種々の検討を行った。その結果、大型浮体の辺部に相対的に柔軟な構造物を取り付けることによって、応答を半分程度以下に抑制することが可能であることを示した。また、防波堤の影響に関しても、設置距離等に関して検討を加えた。さらに、13年度において、「海底起伏」「任意の支持形式の浮体」「浮体表面での粘性影響」に対応できる計算コードの拡張がなされた。その結果、コラム支持などの波無し周波数での応答抑制、大型浮体に及ぼす波浪と物体表面での粘性影響に関して有意な知見を得ることが出来た。
一方、12年度より交付された科学技術研究費にて長さ4m×幅2m×型深さ10cm(水深は5cm程度)の小型の水理水槽を製作した。水槽の造波性能は周期0.1秒〜数秒が可能なフラップ式のものであり、これまでのこの分野の水槽としては、画期的に造波周期が短い。これにより、概ね1000分の1程度の小型模型で、波浪の相似関係を満足できる点が特徴である。また、水槽全体を小型化することにより、構造物周辺の波浪場、また構造物そのものの全体挙動などの全体像を視覚的に捉えることが可能となる。
この波浪場などの全体像を広域的にかつ視覚的に捉え、さらに定性的・定量的に評価できることを目標に、モアレ縞を用いた光学的な計測手法について検討を加えた。その結果、12年度において定性的な評価手法の可能性を見出し、更に13年度において、数値計算結果と比較し1割以内の精度の実験手法が検討され定量的な評価に耐え得るような実験結果の収集にも成功した。

研究成果

• [文献書誌] 村井基彦: "超大型浮体の最適化に関する研究(その1)"日本造船学会論文集. 第187号. 175-184 (2000)
• [文献書誌] 井上義行: "A Study on Motions and Drift Forces of a Multibody Floating System in Waves"日本造船学会論文集. 第188号. 127-134 (2000)
• [文献書誌] 影本浩: "超小型水槽を用いた超大型浮体の水槽試験"日本流体力学会年会2000講演論文集. 279-280 (2000)
• [文献書誌] 村井基彦: "超小型水槽による水理実験に関する研究"第16回海洋工学シンポジウム. 505-512 (2001)
• [文献書誌] 井上義行: "超大型浮体構造物の津波による応答解析"第16回海洋工学シンポジウム. 81-88 (2001)
• [文献書誌] 井上義行: "大型浮体の海震による応答解析"第16回海洋工学シンポジウム. 89-96 (2001)
• [文献書誌] Yoshiyuki Inoue: "NOn-linear Simulation of Relative Wave Height of Ship in Short Crested Irregular Wave"RINA. (2001)
• [文献書誌] Y.Inoue: "Effect of Wind, Current and Non-linear Second Order Drift Forces on a Moored Multi-Body System in an Irregular sea"OCEANS 2001. (2001)
• [文献書誌] H.Kagemoto: "Experimental and theoretical analysis of the wave decay along a long array of vertical cylinders"J. Fluid Mech. 456. 113-135 (2002)
• [文献書誌] Y.Inoue: "A Frequency and Time domain study on Response Analyses of Large Floating Structures due to Seaquakes"ISOPE2002. (2002)
• [文献書誌] 村井基彦: "フーティング付きコラム支持超大型浮体の弾性応答"日本造船学会論文集. 第191号. (2002)
• [文献書誌] 村井基彦: "コラム支持型浮体の波浪中弾性応答への粘性影響について"日本造船学会論文集. 第191号. (2002)