| 研究概要 |
本研究課題では内部に構造物を有する容器内液面の非線形スロッシング特性の解明するため,内部構造物を円筒で近似し,内部に構造物を有する容器を二重円筒容器でモデル化し,以下の点に着目し研究を行った.
1.偏心二重円筒容器内の非線形液面揺動を支配する基礎方程式系を導き,得られた基礎方程式に,ガレルキン法を適用し,非線形運動方程式系を求めた.
2.求めた非線形運動方程式系を考察し,内円筒の中心軸と外円筒の中心軸の距離(以下,偏心量)や内円筒と外円筒の半径比(以下,内外径比)等が,液面揺動の連成のメカニズム(揺動モード間の内部共振や回転揺動の発生等)に与える影響を考察し,内部共振等の生じる条件(偏心量,内外径比,液深や励振振動数)を求めた.また,揺動モード間の内部共振が生じること確認した.
3.模型偏心二重円筒容器を用いて,調和ピッチング励振による揺動実験を行い,理論解析結果と実験結果を比較し,解析の妥当性を確認するとともに,偏心二重円筒容器内の液面揺動特性を明らかにした.
4.解析法を拡張し,揺動モード間の非線形連成を考慮して,面内揺動の周波数応答曲線を求めた.
5.模型偏心二重円筒容器を用いて,調和ピッチング加振を行い,実際に内部共振や回転液面揺動を発生させる.生じた液面揺動を,非接触式液位計を用いて測定し,面内揺動の周波数応答曲線を求めた.
6.偏心二重円筒容器内で,内部共振が発生するメカニズムや周波数応答解析結果を整理し,2年間にわたる研究を総括した.
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