| 研究課題/領域番号 |
25420588
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
山本 憲司 東海大学, 工学部, 准教授 (70311884)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | スロッシング / 液深 / ポンツーン |
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| 研究概要 |
申請者らが開発したシングルデッキ型浮屋根式石油タンクの解析プログラムを用いて、浮屋根の幾何学的非線形性が地震応答性状に与える影響を調査した。特に一次モード共振時における流体非線形性により生じるポンツーンの面外変形挙動に注目して分析を行った。外力を正弦波と地震波とした場合について、それぞれ液深とポンツーン剛性をパラメータとして時刻歴応答解析を行い、応答結果について詳細に分析を行った。2005年の消防法告示改正の通知の際に示された強度評価式により算定される面外曲げモーメントと、数値解析により求められた面外曲げモーメントを比較した。その結果として、次の新しい知見が得られた。
1)強度評価式では、液深は非線形応答の大きさに影響を与えないものと仮定しているが、数値解析結果は影響を受けることがわかった。またその影響は、浮屋根ない自由液面のタンクに対して提案された既往の関係式を用いてもおおよそ表現できることがわかった。
2)液深の影響を考慮し、強度評価式を修正して再度評価を行ったが、数値解析の結果には依然として大きな差を生じた。詳細に分析したところ両者に差が生じる理由が、強度評価式のポンツーンの剛性による非線形波高の低減係数β1の値であることがわかった。β1と数値解析の結果が異なる原因については、強度評価式のβ1導出の際のモデル化に原因があるのか、数値解析のモデル化に問題があるのかまでは特定することができなかった。そのため、原因の分析については次年度の課題として持ち越すことにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
6万kLタンクについては数値解析を行わなかったものの、3 万、4 万、10 万kL タンクについて応答解析を行い、研究実施計画どおりの検討を行うことができた。強度評価式と数値解析に差が生じる原因についてもう少し分析が必要であるが、これは平成26年度の研究実施計画と平行して行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までに残された課題として、強度評価式のβ1と数値解析に差が生じる原因について分析を行う。ポンツーンの断面剛性によって周方向2次の固有モードがどのように変化するかを分析し、β1との対応を調査する。
また今後は新しい検討内容として、二次モード共振時に付随的に生じる高次モードの発生原因と傾向の分析を進める。二次モード固有周期近傍の周期をもつ正弦波入力による応答解析を行い、二次モード共振時に付随的に発生する周方向3 次半径方向1 次の高次モードの応答量について調査する。さらにこれらのモデルを基準とし、ポンツーン断面、液位をパラメトリックに変化させて、固有周期と各振動成分の最大応答量の変化を詳細に調査することで非線形振動の発生原因と傾向を探る。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
夏期にワークステーションで数値計算を行うと、施設の冷房が切れる夜間に熱によって動作が不安定になることが度々あった。その為、次年度に熱対策を行うことにして窓エアコンを購入することを考え、購入予算を次年度に残すことにした。（秋頃に年度内の購入を検討したが、季節商品のためにメーカーに在庫がなく、購入が出来なかった。）
ワークステーションの熱対策として窓エアコンを購入する。
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