2015 Fiscal Year Research-status Report
テンタゲート式水門の動的安定性判別システムの研究開発
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15K05872
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| Research Institution | Ashikaga Institute of Technology |
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Principal Investigator |
阿南 景子 足利工業大学, 工学部, 准教授 (30346077)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 機械力学 / 流体関連振動 / 自励振動 / 振動特性 / 動的安全性 / 振動モード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大形テンタゲート式水門の崩壊事故を二度と繰り返さないために、本質的な動的不安定特性を有するゲートを速やかに判別することのできるシステムを設計することを目的に、以下の研究を行った。
(1) モデル実験：実用テンタゲートの固有振動モードを厳密に再現した大型と中型の三次元モデルゲートを製作して、固有振動モードが上流側の水位によってどのように変化するのかを明らかにするための実験を実施した。特に流水方向固有振動のモードがどのように変化するのかについて詳しく調べた。ゲートの高さに対し、約20%程度以上の水が作用していれば、水位が変化しても固有振動モードがほぼ変化しないことが確認できた。
(2) 振動実地調査：平成23年度から24年度にかけて、ゲートの上流側に水が作用する状態でのゲートの動的安全性を確認するための振動実地調査を行った(独)水資源機構の管理するダムにおいて、ゲートに水が作用しない状態、すなわち空中での固有振動特性を把握するための振動実地調査を実施した。得られた実験結果と以前の実験結果を比較し、固有振動モードが水位の影響によってどのように変化するのかについて検討した。モデル実験の結果とよく一致する結果が得られた。
(3) FEMシミュレーション：テンタゲートFEM解析モデルを作成し、上流側に水が作用する場合の固有値解析を行った。十分な検討が行えるまでには至っていないが、解析モデルが完成し、今後、付加質量を変化させて固有値解析を進める予定である。
(4) 研究成果の発表：上記(1)～(3)の研究により得られた成果を国内外の学会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた、振動実地調査、モデル実験が予定通り進んでいる。FEM解析は若干予定よりも遅れているが、今後、スムーズに進められる見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、以下の研究を進める予定である。
(1) 水位の影響に着目したモデル実験：引き続き、上流側水位が固有振動モードに及ぼす影響について検討する。これまでに実施してきた実用テンタゲートの振動実地調査で得られている固有振動モードを再現した複数のモデルゲートを作成し、上流側水位による固有振動モードの変化を詳細に調べる。
(2) FEMシミュレーション：引き続き、FEMシミュレーションを実施する。付加質量を変化せて固有値解析を実施する
(3) 動的安定判別システムの設計：上記の研究で得られた結果をもとに、これまでに確立したテンタゲートの動的不安定性の理論解析を改良する。水位による固有振動モード、および、減衰の変化を含めた形での解析システムを確立する。これまでは水位が変化しても固有振動モードが変化しないものとして扱っていた。今後は、任意の水位で実験を行えば、全水位に応じた固有振動モードが特定でき、それに対する動的不安定性を解析できるようにする。それによって動的安定判別の信頼性が向上することになる。さらに、水門メーカーおよび電力会社のエンジニアが誰でもゲートの動的安定判別を行えるようにするため、視覚的なユーザーインターフェースを備えた解析システムを設計する予定である。
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| Remarks |
研究代表者の所属変更に伴い、webページ改訂中
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Research Products
(4 results)
