水中円板の固有振動数の簡易解析

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 水中円板の固有振動数の簡易解析
• Author/Editor: 北村 誠司; 森下 正樹; 岩田 耕司
• Author Heading: 北村 誠司; 森下 正樹; 岩田 耕司
• Publication Date: 1991-02
• Publication Date (W3CDTF): 1991-02
• Alternative Title: Simplified method to calculate natural frequencies of a circular plate in a fluid filled cylinder
• Periodical title: PNC TN9410 91-041
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): 高速増殖炉の原子炉容器には、炉心燃料、炉内構造物をはじめとしておおくの機能上、安全上重要や機器が内包されている。これらの中には、上下動の地震入力に対して敏感に応答するものもある。従って、機器の耐震設計や耐震安全性を検討する際、これらの振動特性を十分考慮する必要がある。本報告書は、流体中に設置された薄肉構造物の上下加振時の応答特性を簡易な方法で評価するための研究の第1歩として、水中に設置された円板の固有振動数を求めるための簡易評価式の開発についてまとめたものである。まず、上下2体の円筒に厚さ4mm、直径920mmのステンレス製の円板を挟み込み、振動台を用いて円板の固有振動数を求めるための加振試験を実施した。円板の上下の流体の有無をパラメタとして、実験モーダル法により各ケースの固有振動数を同定した。また汎用構造解析コードFINASの流体構造連成振動解析機能を用いて、試験に対応する体系の有限要素解析を行うための境界条件の設定法等について検討した。さらに、空気中円板の固有振動数解析の評価式をベースにした水中円板の解析法を開発した。流体と構造の相互作用効果については、流体を死荷重として扱う方法、および圧縮製流体中で速度分布をもって振動する円板の付加質量を考慮する方法の2通りの方法について検討した。試験、有限要素解析、およびここで提案した簡易解析のそれぞれの結果を比較して、以下の知見を得た。円板の上部に流体が有る場合、流体力の効果は流体の深さ(流体の深さと半径の比)によって2通りに分けることができ、浅い場合は流体を死荷重として扱えば良く、深い場合は付加質量を考慮すれば良い。この深い浅いの判定は、各振動モード毎に決定できる。円板の下部に流体が有る場合も同様の手法により評価できる。また、上下双方に流体がある場合は、上下の効果を足し合わせれば良い。; This report describes an experimental and analytical study on the dynamic response of a simple fluid-structure system under vertical excitation. The main purpose of this study is to develop simplified method to evaluate natural frequencies of a circular plate clamped at its edges in a liquid filled cylinder. Vibration experiments were performed with a circular plate. The thic㎞ess is 4 mm, the diameter is 920 mm. The experiments were made on a shaking table, using pseudo random waves. Experimental modal analyses were performed to identify the natural frequencies and the vibration modes. The experimnts were executed in the following 4 conditions: (1)both sides empty; (2)the upper side filled with water; (3)the lower side filled in full; 4)both sides filled. The corresponding FEM analyses used the FINAS cord have been done, also. Furthermore, simplified methods to evaluate natural frequencies of a circular plate have been developed in this study. These methods are based on that of a plate in the air. The fluid coupled effect is considered in two ways. One is the way that it is accounted to be dead mass, the other is using the concepts of acoustic added mass in the compressible fluid. The simplified methods were compared with the experimental and FEM analyses results. We draw the following conclusions from the comparison. The fluid coupled effects will be classified according to the depth of contained fluid. In case of ralative shallow depth, the frequencies can be estimated by the dead mass method. In case of deep depth, the effects can be appropriately accounted for by the acoustic added mass method. These simplified methods cover all cases of test cases and all vibration modes with validity and applicability.
• Source: /PNC-TN9410-91-041.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN9410-91-041.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: 高速増殖炉の原子炉容器には、炉心燃料、炉内構造物をはじめとしておおくの機能上、安全上重要や機器が内包されている。これらの中には、上下動の地震入力に対して敏感に応答するものもある。従って、機器の耐震設計や耐震安全性を検討する際、これらの振動特性を十分考慮する必要がある。本報告書は、流体中に設置された薄...