超大型浮体式海洋構造物の波浪中における挙動の基礎的理解に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650907
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高木 健 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90183433)
• Keywords: 超大型浮体 / 海洋構造物 / 流力弾性挙動 / 波向線理論 / Parabolic近似 / 海上空港 / 漂流モーメント / 漂流力

Research Abstract

弾性動揺を波動の伝播として捕らえる計算法を拡張して超大型海洋構造物の波浪中動揺を平面的に伝播する波動として捕らえた場合、WKBJ近似に基づく所謂波向線理論を利用して比較的簡便な計算で超大型海洋構造物の波浪中動揺の弾性挙動を求めることができる。昨年度はこのことを簡単な例題の場合について解析をおこなった。本年度はさらに複雑な形状の場合について数値計算を実行するとともに、波向線理論の一つの欠点である横波や縦波の場合に計算ができないのを対称型のParabolic近似により克服できることを理論的に示した。また、斜め波中に問題になる頂点を通る波向線に沿って振幅が階段状に変化する欠点も、非対称型Parabolic近似により克服できることも理論的に示した。非対称型Parabolic近似については波向線理論の計算プログラムに取り入れ、他機関において既に行われている実験と比較し数値計算結果が非常に良く改善されていることを確かめた。今後はこのプログラムを任意の形状に適用できるよう拡張していく必要がある。(本年度作成のプログラムでは長方形の場合のみに適用できる。)対称型Parabolic近似についてはまだ計算プログラムに反映されていないので、今後取り入れる必要がある。
波向線理論の改良とは別に、昨年度検討した2次の力(漂流力及び漂流モーメント)について本年度は数値計算法を検討するとともに、数値計算プログラムを作成した。この数値計算プログラムを用いて数値計算を実行し他機関において既に行われている実験と比較した。その結果、漂流力は実験結果と比較的良く一致することが確かめられた。漂流モーメントについては、今までに計測された例がないため数値計算結果を確かめることはできなかったが、数値計算上は実用上問題になるほど大きくはないことが確認できた。

Research Products

• [Publications] Takagi, K: "Parablic Approximation of the Hydro-elastic Behavior of a Very Large Floating Structure in Oblique Waves"Proc. of 16th Int. Workshop on Water Waves and Floating Bodies, Hiroshima. 1. 153-156 (2001)
• [Publications] Takagi, K., Nagayasu, M.: "Hydroelastic Behavior of a Mat-Type Very Large Floating Structure of Arbitrary Geometry"Proc. of Oceans 2002, Honolulu. 2. 1923-1929 (2001)