超大型浮体式海洋構造物の実海域長期計測とこれに基づく合理的設計法の開発

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17360212
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宇都宮 智昭 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10211773)
• 研究分担者: 加藤 俊司 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋空間利用研究グループ, グループ長 (70373412) ; 佐藤 宏 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋空間利用研究グループ, 主任研究員 (70435775) ; 湯川 和浩 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋空間利用研究グループ, 主任研究員 (80435776) ; 正信 聡太郎 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋空間利用研究グループ, 研究員 (80373413) ; 前田 克弥 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋空間利用研究グループ, 研究員 (90425760)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• キーワード: 超大型浮体 / 実海域計測 / 漂流力 / 弾性応答 / 波浪応答 / 多方向不規則波

研究概要

南あわじ市において、現在、海釣り公園として運用されている超大型浮体(長さ100m、幅60m、喫水0.5m)の実海域長期計測をおこない、実際の多方向不規則波中での超大型浮体の波浪中応答(構造応答、係留応答)を把握するとともに、その実データより得られる知見にもとついて、波浪の空間分布・位相差を考慮できる波浪中弾性応答解析法を新たに構築し、より合理的な超大型浮体の設計法を開発することを目的とする。
浮体近傍において水圧・流向・流速、浮体上において風速・風向、水平面内動揺、鉛直方向加速度、また浮体側面において相対波高、さらに全フェンダーの伸縮量計測をおこなった。計測は、基本的には24時間にわたっておこなったが、2005年9月6日から7日にかけて台風14号通過にともない大きな応答量を観測したため、この事象をとりあげて、波浪中弾性たわみ応答解析ならびに水平方向の動揺解析を実施した。
解析の結果、弾性たわみ応答においては、一方向不規則波を仮定した周波数領域での解析によって、解析と実測がほぼ一致する結果を得た。また、多方向不規則波を考慮した場合における水平方向の動揺解析を実施した。多方向不規則波としての入射波スペクトルの同定にあたっては、磯辺らの方法に基づき求めた。外力としては、不規則波に対する一次強制波力、変動波漂流力、不規則風荷重を考慮し、またラディエーション流体力のメモリー効果及び係留フェンダーのヒステリシスを含む非線形反力特性を考慮した。解析の結果、振幅の有義値において、多方向不規則波としての解析結果は、一方向波を仮定した解析結果に比べ、サージ、スウェイ、ヨーの3方向いずれもより実測値に近い値が得られ、不規則波の多方向性を考慮することの有効が実証されるとともに、ここで使用した解析手法・ツールが実現象を良好に再現できることが確認された。

研究成果

• [雑誌論文] 大型浮体の現地動揺観測結果の再現における波浪の多方向性考慮の効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 早河達也, 宇都宮智昭, 佐藤宏, 湯川和浩, 前田克弥, 加藤俊司
  • 雑誌名: 平成19年度土木学会関西支部年次学術講演会講演概要集 ページ: I-27
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 多方向不規則波を考慮した大型浮体の波浪動揺解析とその現地観測による検証 (2007)
  • 著者名/発表者名: 早河達也, 宇都宮智昭, 佐藤宏, 湯川和浩, 前田克弥, 加藤俊司
  • 雑誌名: 海洋開発論文集,土木学会 23(印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 超大型浮体式構造物多点係留システムの定量的リスク解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 斉藤昌勝, 正信聡太郎, 加藤俊司
  • 雑誌名: 第6回構造の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR 2007)B論文 (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of multi-directionality in waves for simulation of wave-induced motion of a large floating structure (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa T, Utsunomiya T, Sato H, Yukawa K, Maeda, K, Kato S
  • 雑誌名: JSCE annual meeting at Kansai Branch I-27
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Analysis of Wave Response of a Large Floating Structure in Multi-Directional Waves and Verification by Field Measurement (2007)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa T, Utsunomiya T, Sato H, Yukawa K, Maeda, K, Kato S
  • 雑誌名: Annual Journal of Civil Engineering in the Ocean, JSCE Vol.22(in print)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Quantitative Risk Analysis of VLFS Multiple Mooring System (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito M, Masanobu S, Kato S
  • 雑誌名: Proceedings of JCOSSAR 2007 Paper B(in print)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 大型浮体の波浪中動揺の実海域計測とそのシミュレーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 小崎洋平, 宇都宮智昭
  • 雑誌名: 平成18年度土木学会関西支部年次学術講演会講演概要集 ページ: I-78
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 大型浮体の波浪中動揺の実海域計測とそのシミユレーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 小崎洋平, 宇都宮智昭, 加藤俊司, 難波康広, 佐藤宏, 湯川和浩
  • 雑誌名: 応用力学論文集,土木学会 9 ページ: 1167-1175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 南あわじ市浮体式多目的公園における実海域計測実験 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 宏, 加藤俊司, 湯川和浩, 浅沼貴之, 正信聡太郎, 難波康広, 宇都宮智昭
  • 雑誌名: 平成18年度(第6回)独立行政法人海上技術安全研究所研究発表講演集 ページ: 283-286
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Evaluation of Wave Response of a Large Floating Structure by Field Measurement and Simulation (2006)
  • 著者名/発表者名: Kosaki Y, Utsunomiya T
  • 雑誌名: JSCE annual meeting at Kansai Branch I-78
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Evaluation of Wave Response of a Large Floating Structure by Field Measurement and Simulation (2006)
  • 著者名/発表者名: Kosaki Y, Utsunomiya T, Kato S, Nanba Y, Sato H, Yukawa K
  • 雑誌名: Journal of Applied Mechanics, JSCE Vol.9 ページ: 1167-1175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Field measurement of a large floating structure at Minami-Awaji city (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Kato S, Yukawa K, Asanuma T, Masanobu S, Nanba H, Utsunomiya T
  • 雑誌名: Research Report at National Maritime Research Institute Vol.6 ページ: 283-286
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より