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

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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．