Excitation mechanism of flow-induced vibrations generated on elastic plates in air flow with fluctuation and non-contact suppression

点击翻译按钮获取中文摘要

2022年度は変動流により加振を受けるシートの振動特性の調査および数値解析モデルの構築に取り組んだ．実験では，電磁石を用いたアクチュエータにより気流中で金属板（加振板）を振動させることで変動流を発生させ，加振板下流に設置されたシートに対して空力加振を行った．まず予備実験として，流速を変化させながらシートの振動変位を計測し，振幅が急激に大きくなる流速（フラッタが発生する流速）を調べた．次に，フラッタ発生流速以下の流速域において，空力加振の振幅（加振板の振幅）を変化させて加振実験を行い，シートの周波数応答特性を調べた．その結果，低流速域においては漸軟型の周波数応答曲線となり，高流速域（フラッタ発生流速に近い流速域）では漸硬型の周波数応答曲線に変化するという既往の研究では指摘されていない新たな知見が得られた．数値計算においては，シートの大変形と流体力の非線形性を共に考慮した非線形流体構造連成解析モデルを構築した．シートの振動モードは2次元的であることが実験により明らかになったため，シートを梁としてモデル化した．また，シートに作用する流体力を計算するために離散渦法を用いた．いくつかのパラメータで数値計算を実施し実験値と振幅を比較した結果，先行研究で報告している線形解析モデルを使用した計算結果よりも本モデルの方が実験値に近い結果が得られた．ただし，計算コストが非常に大きいことが判明したため，この点に関してはモデルを改良することで対処する必要がある．