橋梁の耐風制振機構解明の為の測定流速分布から表面圧力分布を求める手法の開発

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本研究の主眼は、物体周りの流速分布を把握したのち物体表面の圧力分布を知ろうとするものである。そのきっかけとなったのは、PIV(粒子流速測定法)が実用化されたことにより、物体周辺の詳細な流速測定が可能になった。この測定結果は、数値流体解析で得られる物体周辺の流速の場所的な詳細さと一致することを考えると、PIVで得られた流速測定結果を用いて数値流体解析の手法を応用することで物体表面の圧力分布を推定することができる。このことが可能になれば、橋梁断面のように複雑な構造断面でも、その周辺流速を知ることによって複雑な部分の圧力分布を知ることができることになり、橋梁断面の耐風制振法の開発に有用なツールを提供できることになる。昨年からはキャビティ内の流れをSIMPLE法で数値流体解析を行い、速度場、圧力場を求め、ナビアストークスの方程式からポアソンの圧力方程式を導き、これに速度情報を入れ、圧力場を求めることを行っているが、数値流体解析で得られた結果と一致するに至っていない。境界条件に関する検討が不足しているためであると考え、鋭意問題点の解明を行っているところである。これらの検討を行いながら、基本構造断面柱である矩形柱や橋梁断面として対風特性が良好な五角形断面桁周りの流速場の測定をPIVにより行うと同時に微差圧力計で表面圧力の測定を行っている。解析手法の完成に向けて更なる検討を重ね、これら測定データを用いて、解析方法の妥当性の検討を行うことにしている。