報告書番号

N10003

タイトル（和文）

固定屋根を有する円筒タンクのスロッシング波頭衝撃圧評価

タイトル（英文）

Evaluation of sloshing wave crest impact pressure acting on a fixed roof cylindrical tank

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告は，スロッシング波頭衝撃圧評価に関して，当所が開発した3次元スロッシング解析コードSLOSH-3Dの適用性を検証し，タンク固定屋根に作用する圧力荷重ならびに分布状況を数値解析的に明らかにしたものである．固定屋根付き円筒模型(直径：3m，高さ：3m，水位：2.3mあるいは1.9m)の共振正弦１波加振によるE-ディフェンスでの既往の大型震動台実験を対象に，シミュレーション解析を実施し，その結果，計測された動水圧の時刻歴応答波形に関して，タンク固定屋根への内容液衝突時に発生する鋭いピーク立ち上がりや負圧発生状況を，ほぼ再現することができた．また，実験時に観察されたタンク固定屋根への内容水衝突や水塊の飛散状況を定性的に再現できており，本解析コードの適用性が明らかになった．さらに，解析結果に基づき，動水圧ピーク値の発生時点における，タンク固定屋根への作用圧力荷重ならびに分布状況を示した．

概要 （英文）

This report describes the applicability of a newly developed computer code SLOSH-3D on estimating of sloshing wave crest impact pressure acting on a fixed roof of cylindrical tank. Based on the computed results, slosh-induced pressure loads and distribution on the tank roof is presented. A large shaking table test conducted on the E-Defence shaking table by a joint study group, composed of some electctric companies, has been analyzed. In the shaking table test, partially water-filled cylindrical tank (diameter:3m, height:3m,water depth:2.3m or 1.9m) with a flat fixed roof was subjected to a sinusoidal excitation at the first sloshing resonant frequency. The computer code well simulated the observed waveform with a spiky rising large pressure at the time of liquid impact on the tank wall, including appearance of negative pressures in the post impact period, with sufficient accuracy. As for the liquid impact zone of the tank roof including the water splash phenomena, the numerical computations indicated good agreement with the observed results. Furthermore, the numerical computations provided the total pressure load and pressure distribution on the tank wall at an instant of time when maximum pressure peak occurs. Consequently, the computer code SLOSH-3D was capable of predicting the complex nonlinear sloshing behavior with the collision of the liquid surface against the tank roof with an acceptable level of accuracy.

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