スロッシングの解析事例

石油備蓄槽やタンクローリー車のように、大量の液体を構造物内に貯蔵する機構は産業界で多く見られます。そのような構造物が振動した場合、内部の液面がどのように振動するか、また構造物へどのような力が印加するか、などの知見は設計上大きな指針になります。

本事例は構造と流体のFSI連成解析から、構造物に荷重を与えたときのタンク内の液体挙動を確認したものです。

構造物が動くことにより、初期は静定していた液面が大きく運動している様子が分かります。

また、この運動により構造物に応力が発生します。以下はその様子です。

また、以下は構造物の振動（タンク下部）の移動量をグラフ化したものです。

横軸は時間、縦軸は振動のX方向を表しており、

• 緑色の線 : 構造解析単体
• 紫色の線 : 流体-構造連成解析（FSI）

となっています。
両者を比較すると、構造解析の結果と流体-構造連成解析の結果は大きく異なることが分かります。これらは水の質量が加味されたこと、また、水の運動が構造物の挙動に大きく影響した結果と考えられます。