複合外力下におけるメガフロート構造物の挙動に関する実験的研究

Experimental Research on Behavior of Mega-float Structure in Combined Exciting Forces

宮島省吾、前田久明（東京大学生産技術研究所）

Shogo MIYAJIMA, Hisaaki MAEDA

(Institute of Industrial Science, University of Tokyo)

増田光一（日本大学理工学部）

Koichi MASUDA

(College of Science & Technology, Nihon University)

Mega-float, Experimental research, Combined exciting force, Elastic response, Bending moment

ABSTRACT

In this research, to clear the behavior of motions, bending moments and drift forces of a Mega-float structure in real sea environmental exciting forces, such as wave, current and wind load, we carried out experiments with combined exciting forces in the circulating water channel with wind blower and wave maker. We made two models that were pontoon type elastic floating models made by urethane foam board. One was assumed 1/100 scale model of the real sea testing floating structure at Oppama, another model had twice thickness. We observed effects of bending stiffness on elastic response by using these models. Furthermore we observed effects of water depth on drag force of large pontoon type floating structure in constant current As the results, we obtained the characteristics of motions, bending moments and drift forces (wave drift and drag force in constant current and wind) of the large elastic floating model in the combined exciting forces. When we estimate the motions, bending moments and mooring forces of Mega-float structure in real sea condition we must consider the combined exciting forces acting on the Mega-float structure and effect of water depth.

1. 緒言

海洋空間の有効利用やいわゆる迷惑施設の海上移転を目的として各種の洋上プラント、エネルギー貯蔵施設、海上空港など長さ数?におよぶ大規模な海洋構造物を浮体工法で建造することが提唱されているこのような超大型浮体式海洋構造物（メガフロート）は埋立て式に比べて海中空間をつぶさず海流を透過させることができるために海洋環境に及ぼす影響が少なく、短工期で免震性に優れ、また水深や地質条件によっては埋立工法より建設費を安く抑えられるといった長所を有している。

一方、このような超大型浮体は水平方向の寸法に比べて深さが非常に小さくなるため、構造的には弾性浮体となり顕著な弾性応答を示すであろうことが予測される。よって浮体挙動を推定するためには弾性振動と流体力の相互作用を考慮した流力弾性問題を解析する必要がある、さらに、未だ建造例のないメガフロート構造物の安全性を検討するためには、実際の海域で作用するであろう環境外力（波浪、風、潮流）を推定すると共にその中での流力弾性応答を精度良く推定する必要がある波浪、風、潮流という環境外力による荷重に関しては各々単独の外力に対して研究が行われており、波浪中弾性応答に関しては著者らも理論的、実験的に研究を行っている1）2）。風荷重に関しては剛体平板を用いた圧力抗力、摩擦抗力の実験的研究が行われている。3）しかしながら、実際の海域で遭遇するような波、風、潮流という複合環境外力下でのメガフロート構造物の挙動は未だ明確にされていない。

そこで著者らは、メガフロート構造物に作用する環境外力（風、波、潮流）の大きさとその中での大型弾性浮体の弾性挙動を把握するために理論的、実験的研究を進めている。本報においてはメガフロート技術研究組合が横須賀市追浜沖で実海域実証実験を行っている長さ300m、幅60m、深さ2mの浮体構造物を模擬した1/100スケールの大型弾性浮体模型を製作し、複合外力下における弾性応答と曲げモーメント、漂流力を実験的に検討した結果について報告する。

2. 実験概要

実験は複合外力（風、波、潮流）の発生が可能な東京大学生産技術研究所千葉実験所内の風路付造波回流水槽を用いて行った。基本的な弾性応答を検討するため

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