トライブリッド可視化による風力発電基礎の支持力特性の解明と多連成メッシュレス解析

利用三元可视化和多重耦合无网格分析阐明风力发电基础的承载力特性

基本信息

批准号：
21K04266
负责人：
野々山栄人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04266/
关键词：
地盤工学洋上風力発電可視化数値解析

项目摘要

本研究は，風力や波力と自重による組合せ変動作用を受ける洋上風力発電構造物を対象に，構造物基礎の支持力特性を実験的に明らかにし，数値解析手法を確立して基礎の耐久性能の評価法の構築を目的として，1）透明土を用いた組合せ変動作用下での地盤・水理模型実験により，地盤，流体，支持構造物の動的挙動の三次元トライブリッド可視化手法の確立，2)基礎の安定・変形メカニズムの解明，3)地盤－流体－支持構造物系の動的相互作用計算可能な多連成メッシュレス解析手法の確立を目指す．以下に成果の概要を説明する．令和4年度は，令和3年度の知見をもとに，透明試料（ラポナイト粘土）を用いて，地盤－流体－構造物系の動的挙動を解明するために，トライブリッド可視化手法について検討を行った．地盤および流体挙動に対してはPIV画像解析を，構造物の挙動に対してはPTV画像解析をそれぞれ適用する可視化模型実験システムを構築し，三者の挙動を同時に明らかにした．模型実験結果より，流体力を受ける地盤－構造物系は，地盤－構造物が一体となって挙動し，地盤－構造物間でのすべりが生じ，その影響で地盤内でのすべりが進展し，その地盤挙動が流体運動へ影響を及ぼすという相互作用の進展メカニズムを明らかにした．

这项研究旨在通过实验阐明结构基础的轴承能力特征，这些基础的轴承能力特征会因风能，波力及其自身的重量而导致的合并波动，并建立了一种数值分析方法来建立一种评估基础持久性的方法。 1）建立一种三维三元性可视化方法，以通过透明土壤的合并波动，通过地面和水文模型的实验进行地面，流体和支撑结构的动态行为，2）阐明基础的稳定性和变形机制，以及3）建立了多共耦合的无网状分析方法，可以算起构造的构造方法。结果在下面概述。在2022年，根据2021年的发现，我们研究了使用透明样品（Laponite Clay）（Laponite Clay）阐明地面，流体和结构系统的动态行为。构建了一个可视化模型实验系统，该系统将PIV图像分析应用于地面和流体行为，并对结构行为进行PTV图像分析，并同时揭示了三方的行为。模型实验的结果揭示了相互作用的机制，在这种相互作用的机制中，受到液体力的地面结构系统与地面结构系统不可或缺，从而导致地面结构之间的滑动，从而导致地面上滑动的进展，而土壤行为会影响流体流动。