| 研究課題/領域番号 |
24560702
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 公益財団法人名古屋産業科学研究所 |
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研究代表者 |
松井 徹哉 公益財団法人名古屋産業科学研究所, その他部局等, 研究員 (70023083)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 浮屋根 / スロッシング / 液体貯槽 / 長周期地震動 / 耐震補強 |
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| 研究概要 |
本研究は，平成20年度～平成23年度科学研究費（課題番号20360256）により実施した「浮屋根と液体の非線形性を考慮した大型液体貯槽の地震時スロッシング理論の体系化」に関する研究を継続し，その成果を実用化に向けて発展させることを目的としたものである。
具体的には，以下の４項目について研究を行う。(1)これまでに開発してきた液体の運動をポテンシャル理論の解析解で表現し，浮屋根（液面）のモデル化に有限要素法を適用する結合解法を，浮屋根を実物により忠実にモデル化することにより改良し，浮屋根の非線形領域における座屈・崩壊過程の追跡を可能とする高精度のスロッシング解析プログラムコードを開発する。(2)開発したプログラムコードを用いて，浮屋根と液体の非線形性に起因する非線形振動モードの発生と2003年十勝沖地震で頻発したシングルデッキ型浮屋根の座屈・沈没との因果関係を明らかにする。(3)改正消防法告示に定める浮屋根応力評価式の妥当性を検証し，代替評価式を提案する。(4)長周期地震動に対する浮屋根の効果的な耐震補強法を提案し，補強の効果を検証する。
平成24年度（初年度）には，プログラムコードの開発に集中的に取り組み，シングルデッキ型浮屋根の箱型断面のポンツーンを伸び・曲げ剛性の等価な弾性均質平板要素でモデル化していたこれまでのプログラムコードに代えて，シェル要素を立体的に組み合わせて箱型断面や仕切り板を実現し，補強材を偏心はり要素でモデル化した高精度のプログラムコードを開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究が目的とする浮屋根の非線形領域における座屈・崩壊過程の追跡には，材料の塑性化を考慮できる弾塑性要素の導入が不可欠であるが，現時点では弾塑性要素を用いたプログラムコードを開発するまでには至っていない。一方，解析モデルの精緻化に伴い，計算に要する時間が飛躍的に増加してきており，プログラムの効率化が新たな課題として浮上してきた
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| 今後の研究の推進方策 |
弾塑性要素を用いたプログラムコードの開発を急ぐとともに，ベクトル化，並列化等のプログラム上の工夫を重ねることにより計算の効率化を図る。開発したプログラムコードを用いて，2003年十勝沖地震で浮屋根が沈没したシングルデッキ型浮屋根貯槽の非線形スロッシング解析を行い，浮屋根と液体の非線形性に起因する非線形振動モードの発生と浮屋根の座屈・沈没との因果関係を明らかにするとともに，改正消防法告示に定める浮屋根応力評価式の妥当性を検証し，代替評価式を提案する。さらに長周期地震動に対する浮屋根の効果的な耐震補強法を提案し，補強の効果を検証する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
プログラム開発を効率的に進めるために，ベクトル化・並列化機能を備えたFORTRANコンパイラーの最新バージョンの導入とデスクトップ型パソコンの増強を計画している。また8月に北海道大学で開催される日本建築学会の年次大会をはじめ，日本高圧力技術協会ほか関連学協会の講演会等への出張旅費および論文掲載料の支払いを予定している。
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