超大型浮体構造物に於ける海洋環境外力による動的応答解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13450408
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 井上 義行 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (60126373)
• 研究分担者: 荒井 誠 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (00232025) ; 村井 基彦 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (60292893)
• キーワード: 流力弾性 / 海震 / 超大型浮体構造物 / 異常波高 / 非線形流体力 / 流体干渉 / ディフラクション力 / ラディエーション力

研究概要

本研究では、横浜国立大学及びデルフト工科大学が協力して、物体回りの流体運動と構造変形との相互干渉を考慮した種々の流力弾性問題の実験や解析法を精査、推進し、超大型浮体に対する環境外力の評価法を確立する。また、流体荷重に対する構造系の応答を評価するための合理的かつ実用的な解析手法を完成する。実現が期待されている超大型浮体や既に実績はあるものの損傷事故等のある船舶海洋構造物の構造設計に対して、環境外力の評価法と構造応答の評価法を統合した合理的な設計法を提案する、また、これらの応用として、構造上有利な浮体形状の提案も試みる。
平成14年度は横浜国立大学及びデルフト工科大学に於けるこれまでの関連研究に基づき、超大型浮体に対する環境外力の評価法や、流体と構造の連成を考慮した解析手法についての改善点を協議し、計算プログラムの修正等を行った。
その結果、コラム支持型超大型浮体に関しては顕著な粘性影響があるものと考え、非線形項である物体表面での粘性影響を考慮できる計算コードを開発した。計算コードを実験結果などと比較して検証を行うとともに、流力弾性応答ならびに周辺波浪場に与える影響に関して検討を行った。また、波無し点を有するコラムに着目し、コラム形状が大型浮体の流力弾性応答に与える影響に関してパラメトリックスタディを行い、波浪中の応答評価を行った。
また、上記の計算手法を大型浮体周りの海底地形を考慮できる計算手法へと拡張し、海底地形と大型浮体の弾性応答との関連性に関して数値的な検討を行った。
さらに、大型浮体に関する数値計算の検証に不可欠な水槽実験に関しては、小型水槽を有効に活用するために、画像解析による波浪場の計測手法に開発し、規則波に対しては数%の誤差精度で数mmの波浪場を観測できることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Inoue: "A Frequency and Time domain study on Response Analyses of Large Floating Structures due to Seaquakes"Proceedings of the 13^<th> International Offshore and Polar Engineering Conference. Vol.1. 335-341 (2002)
• [文献書誌] Y.Inoue: "A Study Of Slowly Varying Drift Forces On Multi-body Floating System"The 21^<st> International Conference on Offshore Mechanics and Artic Engineering. 1-8 (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. 191. 327-336 (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. 191. 69-76 (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-第2報-"日本造船学会論文集. 192. 299-308 (2002)
• [文献書誌] 村井基彦: "海底地形を考慮した超大型浮体の流力弾性応答の推定法に関する研究"日本造船学会論文集. 192. 309-318 (2002)
• [文献書誌] M.Murai: "Hydroelastic responses of a column-supported VLFS in waves of trapped-mode frequencies"4^<th> International Workshop on Very Large Floating Structures. 53-59 (2003)
• [文献書誌] M.Murai: "On a study of the hydroelastic responses of a column-supportive VLFS in waves"4^<th> International Workshop on Very Large Floating Structures. 92-97 (2003)