動的外力を受ける大型海洋構造物の安全性評価に関する基礎的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650528
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 河野 健二 鹿児島大学, 工学部, 教授 (10026297)
• Keywords: 大型海洋構造物 / 波力と地震 / 動的安全性 / 信頼性評価 / 非線形地震応答解析 / シミュレーション / 潮流力 / 信頼性指標

Research Abstract

大型の海洋構造物は風力発電等のエネルギー施設やゴミ処理等の環境問題の解決にも利用可能であると考え、これまで研究を進めてきた。このため大型海洋構造物の開発は海洋空間の有効な利用法の一つとして有力なものと考えられる。このような大型の構造物が波力や潮流力等の動的外力に対して安全であり信頼性評価に基づいた応答評価法を示すことができれば非常に有用なものとなることは考えられる。このため実験およびコンピュータシミュレーション解析により海洋構造物の動的安全性評価法について検討を加えた。その結果を要約すると以下のようになる。
(1)回流水槽実験により一定流速下における浮力部材を有する構造物の動的特性について検討を加えた。渦振動による揚力と流れ方向の抗力の割合は換算流速の関数として表され、部材の大きさやその間隔による影響を大きく受けることを示した。
(2)平面水槽実験により規則波を受ける場合の海洋構造物の動的応答特性につて検討を加えた。特に浮力部材が動的応答に及ぼす影響について検討した。入力波の方向性と構造物の卓越振動の関連を明確にしておくことが、海洋構造物の動的応答を評価するとき重要であることを示した。
(3)モンテカルロシミュレーションを用いて、不確定量が最大応答の分布に及ぼす影響について3次元の海洋構造物モデルを用いて解析した。その結果から、信頼性指標を用いてこれらのパラメータが応答に及ぼす影響を示した。
(4)非線形性を考慮した大型海洋構造物の動的応答解析を行い、不規則外力である波力や地震力を受ける場合の動的応答特性について検討を加えた。信頼性評価においては非線形性が応答に及ぼす影響の把握が重要になることを示した。

Research Products

• [Publications] 河野健二: "Seismic response evaluations of an offshore structure with uncertainties"Proc.of the thirteenth international offshore and polar engineering conference. 473-479 (2003)
• [Publications] 谷口 朋代: "Designer wave and current loads for evaluating extreme responses of offshore structures"Proc.Of the thirteenth international offshore and polar engineering conference. 472-479 (2003)