和訳

概要
　超大型浮体式構造物の設計や運用の基礎のために、超大型浮体式構造物の波浪中弾性挙動の理解は必要ない。日本でのメガフロートプロジェクトの間に、超大型浮体式構造物の波浪中、もしくはその他の外力への弾性応答を予測するために種々の方法が提案されてきた。これらの多くの研究の結果、我々は今や精度良く波浪中弾性応答を予測できるようになった。
　この論文はこれらの予測方法の簡潔な概略を分類し、紹介している。流力弾性波の分析的な考察はまた、多くの結果によって得られ、比較されている。

1.序論
　日本では、浮体空港や海上都市に利用するために超大型浮体式構造物について集中的に研究をしていた。このメガフロートプロジェクトは1995年に始まり、2000年に完了した。このプロジェクトとそれに続く研究によって、超大型浮体式構造物を含む多くの技術は大きな進歩を成し遂げた。これらの技術の中でも、最も重要な問題の一つは、流体力学の見地からの超大型浮体式構造物の波浪中弾性応答の予測だった。メガフロートプロジェクトは波浪中弾性応答の基本的な性質を明確にし、様々な解析方法を発展させた。
　この論文ではまず、ポンツーン型とセミサブ型の超大型浮体式構造物の両方の波浪中弾性応答の計算方法の発展を概説し、波浪中弾性応答の解析的な特徴へ導入する。
　では、他の状況での波浪中弾性応答を説明する。例えば、飛行機が離陸もしくは着陸する場合、その応答は解析的には時間変数の関数に従う。超大型浮体式構造物の一つのユニットが引っ張られている状態では、その前進速度の影響は解析に含まれる必要がある。超大型浮体式構造物が組み立てられた状態では、2,3個の浮体やその相互影響もまた考慮に入れなければならない。
　最後に、係留システムの定性的なリスク解析について説明する。超大型浮体式構造物の安全のために、超大型浮体式構造物の水平変位や環境条件を考慮した係留装置にはたらく反力の予測はとても重要となる。ここに、風力や変動波漂流力の決定に使われた予測方法を示す。

2.波浪中弾性応答
2.1　計算方法の分類
　超大型浮体式構造物は二つの全く異なった流体力学的な特徴を持つ。一つ目の特徴は水平方向の大きさだ。実質的な波長の影響は典型的な超大型浮体式構造物の水平方向の大きさに比べると十分小さい。もう一つの特徴は曲げ剛性の小ささで、つまり、波浪中弾性応答は剛体の挙動よりも重要になる。
　そんな構造物の応答の予測のために巨大なコンピュータのメモリーと莫大な演算時間が必要とされてい、そのため従来の方法では直接適用はできなかった。この困難に打ち勝つために、多くの研究が取り組まれ、多くの計算方法が発展してきた。
　ここに、筆者は今までに発展してきた種々の計算方法を再検討し、分類する。多くの研究はポンツーン型超大型浮体式構造物を含んでいるので、弾性変形の代表的な手法によってポンツーン型超大型浮体式構造物の計算方法の再検討と分類をまず行う。
　一つの計算方法はモード展開法である。この方法では、弾性変位は図1の示す通り、多くのモードの変位の重ね合わせによって表現される。
　第二の方法はメッシュ法である。この方法では薄板の弾性変位が図1の示す通り、これらの下部構造の垂直変位の連続によって表される。
　他の方法も存在するが、すべて上記の二つの手法を用いて分類することができる。
　流体力の扱いによって、二つの方法がある（表1）。一つはグリーン関数法、もしくは積分方程式法である。この方法では、流場の速度ポテンシャルはグリーン関数の分布によって表される。　第二の方法は固有関数展開マッチング法である。
　積分方程式を解くために、構造物は細かくパネルに離散化される。Utsunomiyaは未知数の数を減らすために二次元の8接点六面体要素を利用した高次境界要素法に取り組んだ。高次境界要素法は正確さを改善するがまだ多大な演算時間を必要とする。
　Kashiwagiは代わりとなる、ガラーキン法をスプライン関数の係数の決定に用いる、3次B-スプライン関数によって未知圧力分布を表現する方法を発展させた。一般的に、ガラーキン法では演算時間が増える。しかしながら、構造物を同じ大きさのパネルに離散化すると、影響係数行列の評価で相対的な相似関係を考慮することによって演算時間は劇的に減少する。そういうわけで、KashiwagiのBスプライン関数ガラーキン法は実用的に用いられる最も早い計算法の一つとして認められている。
　Yagoはメッシュ法に取り組んだ。圧力分布は境界要素法を用いて計算され、弾性板の運動方程式は有限要素法を用いて解かれる。この方法は普通の計算を含み、多くのメモリと莫大な演算時間を必要とする。そのため、実用的な利用は約1000mの構造物に制限される。このプログラムは異なった構造的な形状や、違うパネルの間の境界条件や、剛性が変化する構造物を扱うことができる。
　Ohmatsuは長方形領域でのヘルムホルツ方程式のディリクレの問題の解の解析表現を導入して、モード展開法と固有関数展開マッチング法の両方に取り組んだ。適用は長方形板に制限されるが、流体力計算の表面積分が線積分を用いて行われ、演算時間が大幅に減少する。
　この分類ではまたSetoのcodeもある。自由水面流において、ハイブリッド有限/無限要素法はNASTRANのような構造解析のつり合いに特別な注意をして導入される。このcodeはとても用途が広い。演算領域も時間も必要とするが、複雑な構造物や海域にも適用できる。
　MuraiとKagemotoは独特な予測法を発展させた。彼らはgroup body理論を改善した。