(57)【要約】      （修正有）【課題】海洋風力発電と組み合わせられる構造体配置物体であると同時に、津波を消波させ、且つ、津波の進む方向を制御することを可能とする新型形状の津波消波提を提供する。【解決手段】ＦＥＭ流体構造連成解析により新型形状津波消波堤の最適配置と洋上風力発電を組合せる。（１）消波堤と防波提間で消波堤内の流れの擾乱による消波機能性に関する検討として、砕波した波が消波堤間の通過、堤防への到達を解析する。（２）消波堤効果評価としては、流体量の移動による速度レンジ、渦度分布、圧力分布、密度分布に関して津波の減衰を計算し数値解析を行う。（３）消波堤の設置効果により影響を受ける堤防の評価点位置で、その効果の比較検討を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
津波、波浪等の越波を過度に生じさせない構造で、円筒形及び多角形の形状とする。消波堤形状は、流れ抑制を目的として最も効率的で効果的となるように、円柱の規則的及び不規則的配置とする。
【請求項２】
護岸、港湾、防波堤等の変形を起こさず安定性を保持する機能をもつこと。
【請求項３】
津波、波浪等を制御する消波堤内の流れ擾乱による津波の消波機能性で、津波の速度、圧力を抑制し、生じた流体エネルギーを減衰させる機能を持つこと。
【請求項４】
津波の遡上を和らげ、建物への津波荷重を軽減させ、護岸、港湾、堤防等を安全に排水を維持する機能を持つこと。
【請求項５】
第一波となる津波を全面的に食止めるのではなく、消波させることで津波の力を減衰させる機能を持つこと。
【請求項６】
津波、波浪の進む方向を制御する。
【請求項７】
本発明では、消波堤と防波提の間で、消波堤内の流れの擾乱による消波機能性に関する検討として、砕波した波が消波堤間を通過し、堤防への津波荷重を減衰させる機能を持つこと。
【請求項８】
風力発電には、主に水平軸型と垂直軸型等の数種類があるが、本請求では適宜利便性のある方式を用いる。
【請求項９】
垂直軸式、水平軸式等の場合は、エネルギーの変換効率が低くならないようにする機能を持つこと。
【請求項１０】
一体構造により構造的強化が計れるなどの構造仕組上の大きな利点を見出す。
【請求項１１】
本発明の消波提は、従来の護岸、防波堤にかわるものを保持する機能を持つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、将来の新しいインフラとして、洋上風力発電を行う新型形状津波消波堤を提案するもので、電力発電、流体と構造を結び付けた海洋土木及び海洋建築にかかわるものである。
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【背景技術】
【０００２】  過去の津波事例が示すように最大級の津波が到来した場合、従来の防波堤だけでは本来の防衛能力を超えるため、対処能力上無理があった。そこで、本発明では、第一段階として消波堤群を防波堤のフロントに位置させ、その消波機能性を発揮させることにより、津波荷重を減衰させて津波被害をなくすことである。
【特許文献１】  無
【非特許文献１】  無
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】外洋に面した海域に構築される防波護岸は、外洋波浪を直接受けるので特に重要である。防波護岸は、波浪による護岸自身の崩壊を防止する耐波性能が要求される。防波機能としては、
（１）越波を過度に生じさせない構造及び高さを確保する問題。
（２）護岸の変形を起こさず安定性を保持する機能の問題。
（３）津波の速度、圧力を抑制し、生じた流体エネルギを減衰させる問題。
（４）津波の遡上を和らげ、建物への津波荷重を軽減させ、護岸、港湾を安全に排水する機能の維持の問題。
平成２３年３月１１日に発生した東日本大震災の多くの事例が示すように、最大津波が到来した場合本来の能力を越えるので、従来の防波堤だけでは耐圧力上無理がある。そこで、第一段階として消波堤群を防波堤のフロントに位置させ、その消波機能性を発揮させることを考える。ここでは、第一波、第二波、及び第ｎ波となる津波をどのように食止めるのか、消波させるのか、等により津波の力を減衰させ、方向を制御することは出来るのか。津波の港湾地域への侵入を阻止するために、津波の力を正面から受け止めようとすると、スーパー堤防やそれを上回る巨大構造物が必要となりコストの問題が大きくなる課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】（１）シミュレーションによって、ＬＳ−ＤＹＮＡのＥｕｌｅｒ形式の解析式の誘導で、流れ解析機能を使用し解析対象を多次元ひずみモデルとして行う手続き。
（２）解析モデルは、消波堤の中央を対称面と考え、ｎ分の１モデルとする。解析モデルの領域は、Ｘ軸方向に２８０ｍ、Ｙ軸方向に１５０ｍとする手続き。
（３）以下の（４）保存方程式等により、空間成分を有限要素法によって離散化し、時間成分を差分法によって離散化して、各節点の加速度、速度、増分変位を求める。
（４）質量保存式
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運動量保存式
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エネルギー保存式
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（５）離散化した式の一般形は，Ｍ：ｍａｓｓ  ｍａｔｒｉｘ，Ｆ：ｉｎｔｅｒｎａｌ  ａｎｄ  ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｆｏｒｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒｓ，ａ：ｎｏｄａｌ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓ
として、以下の式になる。
Ｍａ＝Ｆ                                ▲４▼
（６）但し、ｐ：密度、ｕ（ｉ＝１，２，３）：速度ベクトル、σｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３）：応力テンソル、ｅ：内部エネルギー密度、である。
１）津波消波堤の構造体を規則的及び不規則的に配置する。
２）１つの津波消波堤は、円柱形状とする。
３）規則的配置された津波消波堤は、津波方向に対して有効角度を設ける。
４）津波消波堤の円柱間隔を規則的及び不規則的な距離を設ける。
５）津波消波堤の円柱を１列目と２列目及びｎ列目を設ける。
６）５）の１列目と２列目、及びｎ列目の円柱が上部で三角形及び多角形を形作るように配置する。
【発明の効果】
【０００５】（１）規則的及び不規則的間隔により津波の流れに擾乱を発生させることにより、津波を消波させる。
（２）津波消波堤は、円柱形及び多角形等によることによって、津波荷重を減衰させることが出来る。
（３）津波消波堤の円柱を規則的配置することによって、津波の進行方向を制御することが出来る。
（４）津波消波堤を規則的に配置し、且つ、角度を付けることにより、津波の方向を制御しやすくし、廻り込みを小さくすることが出来る。
（５）津波消波堤の円柱を三角形及び多角形等で固定することにより、全体を一体構造にすることにより、構造的強化が計れる。
【発明を実施するための形態】
【０００６】本発明は、海洋風力発電と組み合わせられる構造体配置物体であると同時に、その構造物は、新型形状津波消波提で津波を消波させるもので、津波の進む方向を制御するものであること。
【発明を実施するための形態】
【０００７】１）津波消波堤の構造体を規則的及び不規則的に配置する。
２）１つの津波消波堤は、円柱形状とする。
３）規則的配置された津波消波堤は、津波方向に対して有効角度を設ける。
４）津波消波堤の円柱間隔を規則的及び不規則的な距離を設ける。
５）津波消波堤の円柱を１列目と２列目及びｎ列目を設ける。
６）５）の１列目と２列目、及びｎ列目の円柱が上部で三角形及び多角形を形作るように配置する。
【実施例】
【０００７】Ｃａｓｅ１〜５のモアル
（１）本特許では、津波透過性構造物の幾何学的・物理的効果をＥｕｌｅｒ表示し、５種のＣａｓｅを用意して流体構造連成の支配方程式を適用した。
（２）消波堤形状は、流れ抑制を目的として最も効率的で効果的となるように、円柱の規則的配置とした。
（３）超長期の１０００年間に起こる確率波を１０００年確率波条件とし、平成２３年３月１１日の東日本大震災の事例を最大規模と仮定とする基本設定条件とした。
［図３］Ｃａｓｅ１の解析モデル
［図４］Ｃａｓｅ２の解析モデル
［図５］Ｃａｓｅ３の解析モデル
［図６］Ｃａｓｅ４の解析モデル
［図７］Ｃａｓｅ５の解析モデル
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】消波堤と洋上風力発電の組合基本図
【図２】構造フレーム
【図３】Ｃａｓｅ１の解析モデル
【図４】Ｃａｓｅ２の解析モデル
【図５】Ｃａｓｅ３の解析モデル
【図６】Ｃａｓｅ４の解析モデル
【図７】Ｃａｓｅ５の解析モデル
【図８】Ｃａｓｅ１の物質分布図  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図９】Ｃａｓｅ１の流速分布図（絶対速度）  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１０】Ｃａｓｅ２の物質分布図  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１１】Ｃａｓｅ２の流速分布図（絶対速度）  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１２】Ｃａｓｅ３の物質分布図  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１３】Ｃａｓｅ３の流速分布図（絶対速度）  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１４】Ｃａｓｅ４の物質分布図  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１５】Ｃａｓｅ４の流速分布図（絶対速度）  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１６】Ｃａｓｅ５の物質分布図  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【図１７】Ｃａｓｅ５の流速分布図（絶対速度）  （ａ）０．５（ｓ），（ｂ）５．０（ｓ），（ｃ）１０．０（ｓ），（ｄ）１５．０（ｓ），（ｅ）２０．０，２５．０（ｓ）
【符号の説明】
【００００】［図１］
垂直軸式風車部
消波堤海上部
海面
消波堤海中部
４０ｍ
２０ｍ
５０ｍ
［図２］構造フレーム
［図３］Ｃａｓｅ１の解析モデル
［図４］Ｃａｓｅ２の解析モデル
［図５］Ｃａｓｅ３の解析モデル
［図６］Ｃａｓｅ４の解析モデル
［図７］Ｃａｓｅ５の解析モデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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