海震による浮体に働く衝撃荷重に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11355039
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 肥後 靖 広島大学, 工学部, 助教授 (20156582)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土井 康明 広島大学, 工学部, 助教授 (10134454) ; 茂里 一紘 広島大学, 工学部, 教授 (90011171) ; 岩下 英嗣 広島大学, 工学部, 助教授 (60223393)
• Keywords: 海震 / 周波数領域 / 時間領域 / 衝撃荷重 / 共振

Research Abstract

本年度は,海底地盤の振動が弾性波として海中を伝わり,海上の構造物に影響を与える海震現象を数値シミュレーションするためのプログラムを開発することを主眼として研究を行った。その結果得られた成果は以下の通りである。
海底地盤の振動によって海上浮体に働く二次元周波数領域及び三次元周波数領域海震衝撃荷重を合理的に求めるためのモデル化・定式化を行い,それらに基づいたプログラムの開発を行った。周波数領域においては,海面と海底に挟まれた閉鎖性領域において,固有値に基づく共振現象が存在し,当該共振周波数の振動で海震荷重が極度に大きくなることを確認した。三次元の場合,二次元に比べて波動の拡散が大きいことから,共振周波数における荷重が小さくなるものの,構造上無視できない値であることが分かった。
海震現象は本来地震によって海底地盤が振動することによって起こるものであるので,現象的に時間領域の数値シミュレーションが必要となる。そこで,本年度は三次元時間領域数値解法モデルと定式化をも行い,それに基づくプログラムも作成した。その妥当性は,次年度に実施を計画している実験と比較することによって検証する予定であるが,上記閉鎖領域における粗密波の干渉によって,局部的に過大な圧力が誘起され,これが海震の報告に見られる「座礁した」様な感覚につながる可能性があることが判明した。本年度開発した数値シミュレーションプログラムによって,構造物に作用する海震についての準備が整ったので,次年度は当該数値シミュレーションプログラムの妥当性の検証と合わせて,海震現象の解明を試みる。

Research Products

• [Publications] HIGO.Y,et al.: "A Study on Compressional Wave Field in Seawater Coused by Vibrated Floating Body"Proc.of ISOPE'99. Vol.1. 65-69 (1999)
• [Publications] HIGO.Y,et al.: "A Study on Compressional Wave Field in Seawater Coused by Vibrated Floating Body"Proc.of 4th Japan-Korea Jzint Workshop on Ship & Marine Hyd.. 453-459 (1999)
• [Publications] 肥後靖: "海震問題における自由表面影響に関する一考察"関西造船協会誌. 第233号(in press). (2000)
• [Publications] 肥後靖: "重力を考慮した水中畜伝播の基礎方程式に関する一考察"関西造船協会誌. 第233号(in press). (2000)