2004 Fiscal Year Annual Research Report
超大型浮体構造物に於ける海洋環境外力による動的応答解析
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13450408
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| Research Institution | YOKOHAMA NATIONAL UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
井上 義行 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (60126373)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村井 基彦 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 助教授 (60292893)
山中 亮一 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 助手 (50361879)
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| Keywords | 流体弾性 / 海震 / 超大型浮体構造物 / 異常波高 / 非線形流体力 / 流体干渉 / ディフラクション力 / ラディエーション力 |
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| Research Abstract |
本研究では、横浜国立大学及びデルフト工科大学が協力して、物体回りの流体運動と構造変形との相互干渉を考慮した種々の流力弾性問題の実験や解析法を精査、推進し、超大型浮体に対する環境外力の評価法を確立する。また、流体荷重に対する構造系の応答を評価するための合理的かつ実用的な解析手法を完成する。実現が期待されている超大型浮体や既に実績はあるものの損傷事故等のある船舶海洋構造物の構造設計に対して、環境外力の評価法と構造応答の評価法を統合した合理的な設計法を提案する。また、これらの応用として、構造上有利な浮体形状の提案も試みる。
平成16年度はこれまでの関連研究に基づき、超大型浮体に対する環境外力の評価法や、流体と構造の連成を考慮した解析手法についての更なる改良を加え、3次元特異点分布法を用いた線形及び非線形流体力計算法を拡張し、さまざまな大型浮体に対する流体問題へ応用と、時々刻々変化する環境外力とそれに伴う応答の変化を評価できる基礎的な計算コードの開発を行った。
その結果、非線形流体力の評価に関しては、複数の浮体間に於ける係留力、潮流力、風応力を考慮した解析コードを開発し、より現実的な問題に対しての推定が可能になることが確認された。また、前進速度を考慮した3次元特異点分布法に基づく不規則波中に於ける船舶の耐航性能に関する時系列応答解析コードを開発し、船体構造規則に示されている甲板荷重等についての妥当性を検証した。さらに、環境外力の推定に関しては多層モデル並びに単層モデルによる数十km四方を対象領域とする内湾領域に於ける海洋物理場を再現するコードの整備を行った。
大型浮体に関する数値計算の検証に不可欠な水槽実験に関しては、小型水槽を有効に活用するために、画像解析による波浪場の計測手法について様々な検討を加え、小型水槽に於ける大縮尺模型による大型浮体模型実験の検討を行い、その有効性について確認した。
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