音響撹乱を用いた構造物の空力弾性振動制御法に関する研究

声扰动结构气动弹性振动控制方法研究

• 批准号: 09750557
• 负责人: 比江島 慎二
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Okayama University (1998)Kyushu University (1997)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750557/
• 关键词: 渦励振; 円柱; 音響; 空力弾性振動; 周期的撹乱; 振動制御; 有限要素法; ALE法; 剥離せん断層; 不安定性; ALE有限要素法

円柱周辺の剥離流れを音響などの周期的撹乱を用いて刺激することにより,円柱の渦励振グ低減されることが著者らの風洞実験により分かっており,渦励振に対する効率的な制御法として期待される.その制振メカニズムについて検討するため、円柱周辺の剥離流れに対し円柱表面から周期的撹乱を与える数値シミュレーションを行った.さらに、円柱周辺の剥離流れに対して線形安定性解析を適用し,剥離せん断層内での撹乱の増幅特性や撹乱により生じる渦の特性,撹乱が円柱後流の不安定性やカルマン渦の放出特性に与える影響などについて検討した.その結果,以下の知見が得られた.1. 剥離せん断層において増幅率の高い周波数は,数値シミュレーションや風洞実験において円柱の空力特性を変化させるのに効果の高い撹乱の周波数域にほぼ一致することが綿形安定性解析により示された.またそれらの周波数の撹乱によって生じた渦は,円柱背部付近において渦どうしの合体を生じやすいことが明らかなった.2. 撹乱により円柱側面の剥離せん断層に生じた渦は,カルマン渦の巻き込みを断続的に促進することによって円柱に作用する非定常揚力の位相を早める働きをする.その結果,円柱に作用する非定常揚力の負減衰成分が低減し、空力的に安定化することが明らかとなった.

Column has drifted back towards &yen; weeks 辺 の stripping flow れ を sound な ど 撹 disorderly を の cycle with い て stimulus す る こ と に よ り, column has drifted back towards &yen; の vortex LiZhen グ low cut さ れ る こ と が author ら の wind tunnel be 験 に よ り points か っ て お り, vortex LiZhen に す seaborne る sharper rate な suppression method と し て expect さ れ る. そ の system vibration メ カ ニ ズ ム に つ い て beg す 検 る た め, column has drifted back towards &yen; weeks 辺 の stripping flow れ に し seaborne has drifted back towards &yen; column surface か ら cycle 撹 disorderly を and え る the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. さ ら に, column has drifted back towards &yen; weeks 辺 の stripping flow れ に し seaborne て linear stability analytical を applicable し, stripping せ ん fault within で の 撹 disorderly の raised image characteristics や 撹 disorderly に よ り raw じ る vortex の features, 撹 disorderly が has drifted back towards &yen; column flow after の labile や カ ル マ ン vortex の release characteristics に and え る influence Youdaoplaceholder0 に に に られた て検 て検 for た た. Youdaoplaceholder4 た as a result, the following <s:1> views が られた.1. Stripping せ ん fault に お い て の い high frequency count は rights of rate, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン や wind tunnel be 験 に お い て column has drifted back towards &yen; の aerodynamic characteristics を variations change さ せ る の に unseen high の い 撹 disorderly の cycle number field に ほ ぼ consistent す る こ と が continous shape stability analytical に よ り shown さ れ た. ま た そ れ ら の cycle for の 撹 disorderly に よ っ て raw じ た vortex は, has drifted back towards &yen; column back pay nearly Youdaoplaceholder0 にお て vortex <s:1> う <s:1> <s:1> <s:1> combination を student じやす とが とが とが Ming ら なった なった 2. 撹 disorderly に よ り has drifted back towards &yen; column side の stripping せ ん fault に raw じ た vortex は, カ ル マ ン vortex の 巻 き 込 み を broken 続 に promote す る こ と に よ っ て has drifted back towards &yen; columns に す る unsteady Chang Yangli の phase を early め る 働 き を す る. そ の results, has drifted back towards &yen; columns に す る unsteady Chang Yangli の negative damping component が low cut し, aerodynamic に stabilization す る こ と が Ming ら か と な っ た .

项目成果

Shinji HIEJIMA: "Numerical study on the suppression of the vortex-induced vibration of a circular cylinder by acoustic excitation" J.the Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 67 & 68. 325-335 (1997)

Shinji HIEJIMA：“通过声激励抑制圆柱体涡激振动的数值研究”J.风工程和工业空气动力学。

比江島慎二: "加振円柱の空気力特性に及ぼす周期的撹乱の影響" 平成8年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 142-143 (1997)

Shinji Hiejima：“周期性扰动对激励气缸的空气动力学特性的影响”1996 年日本土木工程师学会西部分会研究报告摘要 142-143 (1997)。

比江島慎二: "剥離せん断層刺激による円柱周辺流れの不安定生変化に関する線形安定性解析" 第15回風工学シンポジウム論文集. 179-184 (1998)

Shinji Hiejima：“由于分离剪切层刺激引起的圆柱体周围流动不稳定变化的线性稳定性分析”第 15 届风工程研讨会论文集 179-184 (1998)。

比江島慎二: "振動円柱の空力安定性に及ぼす周期的湧き出し・吸い込みの影響" 応用力学論文集. 1. 641-648 (1998)

Shinji Hiejima：“周期性喷涌和吸力对振动气缸气动稳定性的影响”应用力学杂志。1. 641-648 (1998)

比江島慎二: "加振円柱の空気力特性に及ぼす周期的湧き出し・吸い込みの影響" 日本風工学会誌. 71号. 205-206 (1997)

Shinji Hiejima：“周期性涌流和抽吸对振动圆柱体空气动力学特性的影响”，日本风工程学会杂志，第 71 期。205-206（1997 年）。