サブストラクチャー法を利用した浮体橋の風・波浪応答シュミレーション手法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555131
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 渡邊 英一 京都大学, 工学研究科, 教授 (30026174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 洋 日立造船, 海洋設計部, 研究職 ; 永田 和寿 京都大学, 工学研究科, 助手 (40301238) ; 宇都宮 智昭 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10211773) ; 永田 修一 日立造船, 海洋設計部, 研究職
• Keywords: 浮体橋 / 風応答 / 波浪応答 / メモリー効果 / 浮体基礎 / シュミレーション / モード法

Research Abstract

本研究においては、橋梁上部工の弾性変形、流体力の周波数依存特性、係留系の非線形反力特性の3者を同時に厳密に考慮できる、浮体橋の波浪・風応答シュミレーション法の開発をおこない、設計計算の高度化を目指すとともに、流体力特性を簡易化する従来の近似計算法の妥当性に関する検討をおこなうことを研究目的とした。
これら3者を同時に厳密に考慮するための解析プログラムの仕様について各種検討をおこない、1)橋梁上部工を有限要素法(NASTRAN)によりモデル化する一方、浮体基礎特性については付加質量のみを有限要素モデルに組み込んだ上で実固有値解析をおこない、モード形状を求める、2)モード座標系において、流体力のメモリー効果ならびに係留系の非線形反力特性を考慮した時刻歴応答解析プログラムをNewmark-β法に基づき開発する、というモード法に基づくこととした。
既に、本応答シミュレーションプログラムの線型応答に関わる基本部分は完成し、周波数応答解析値との比較により、少なくとも線型応答に関しては正しい解の得られることが確認された。現在は、さらに係留系の非線形反力特性(カテナリー係留時における非線形反力特性ならびにフェンダー係留時におけるヒステリシスも含めた反力特性)の組み込み、長周期変動漂流力の組み込み、風荷重の考慮について検討を進めるとともに、風荷重を受ける場合の応答シミュレーションプログラムの実験的検証について準備を進めている。

Research Products

• [Publications] 渡邊英一, 宇都宮智昭, 橋本達典: "円筒浮体群に作用する波力の解析解"構造工学論文集. 第48A巻(発表予定). (2002)
• [Publications] 渡邊英一, 宇都宮智昭, 吉澤直: "メモリー効果を考慮した浮体の時刻歴波浪応答解析"構造工学論文集. 第48A巻(発表予定). (2002)