アクティブ流体制御および幾何学形状変化による長大橋梁のフラッター制振対策

本研究は,耐フラッター性能に優れた長大橋梁桁断面の開発を目的とするものである。本研究の成果の概要は以下のようである。1.非定常空気力係数間の従属性表記の従属性を示し,複素固有値解析を行いその妥当性を検証した。また非連成項のフラッター安定性への寄与が大きいことが明かとなった。連成フラッターの安定性に対しては剛性項とA_1^*・H_3^*が大きな効果を与えることが明かとなった。2.逆三角形断面のフラッター性能幅員桁高比6の逆三角形状の桁断面を対象に,振動中の表面非定常圧力および静的空気力を計測し,そのフラッター安定性に検討を加えた。その結果,幅員桁高比20の偏平矩形断面に匹敵する優れたフラッター安定性を有することが明かとなったほか,本断面のように上下非対象形であっても変動圧力分布が相対迎角によって評価可能であることが確かめられた。3.タンデム配置の楕円断面のフラッター性能既にフラッターに対して高い安定性を示すことが知られているタンデム配置の楕円断面を対象に,振動中の非定常圧力を計測し,その安定性のメカニズムを考察するとともに,単独楕円断面との空力特性の比較を行った。4.アクティブ流体制御前縁部に設置された可変フラップによるフラッタ安定化効果を調査した。しかし,種々,可変フラップと桁断面ねじれ振動間の位相差を変化させたが,安定化効果は得られず,桁断面前縁部の流れのアクティブ制御による桁側面の非定常圧力制御についての問題点が明らかにされた。以上の成果に基づき,フラッター性能に優れた長大橋梁の桁断面形状,およびアクティブ流体制御の開発について基本的性状の把握と問題点指摘を行うことができた。

本研究は,耐フラッター性能に優れた長大橋梁桁断面の開発を目的とするものである。本研究の成果の概要は以下のようである。1.非定常空気力係数間の従属性表記の従属性を示し,複素固有値解析を行いその妥当性を検証した。また非連成項のフラッター安定性への寄与が大きいことが明かとなった。連成フラッターの安定性に対しては剛性項とA_1^*・H_3^*が大きな効果を与えることが明かとなった。2.逆三角形断面のフラッター性能幅員桁高比6の逆三角形状の桁断面を対象に,振動中の表面非定常圧力および静的空気力を計測し,そのフラッター安定性に検討を加えた。その結果,幅員桁高比20の偏平矩形断面に匹敵する優れたフラッター安定性を有することが明かとなったほか,本断面のように上下非対象形であっても変動圧力分布が相対迎角によって評価可能であることが確かめられた。3.タンデム配置の楕円断面のフラッター性能既にフラッターに対して高い安定性を示すことが知られているタンデム配置の楕円断面を対象に,振動中の非定常圧力を計測し,その安定性のメカニズムを考察するとともに,単独楕円断面との空力特性の比較を行った。4.アクティブ流体制御前縁部に設置された可変フラップによるフラッタ安定化効果を調査した。しかし,種々,可変フラップと桁断面ねじれ振動間の位相差を変化させたが,安定化効果は得られず,桁断面前縁部の流れのアクティブ制御による桁側面の非定常圧力制御についての問題点が明らかにされた。以上の成果に基づき,フラッター性能に優れた長大橋梁の桁断面形状,およびアクティブ流体制御の開発について基本的性状の把握と問題点指摘を行うことができた。