超高層建物に適した空気力学的制振技術の物理機構解明に関する系統的研究

阐明适用于高层建筑的气动阻尼技术物理机理的系统研究

• 批准号: 06650619
• 负责人: 田村 哲郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650619/
• 关键词: 超高層建物; 制振機構; 剥離せん断層; シミュレーション; 風洞実験; 平均抗力係数; 変動揚力係数; ストローハル数

本研究は、超高層建物に適した空気力学的な制振技術の物理的な機構を解明することを目的にシミュレーションならびに実験の両面から系統的に検討し、以下に示す成果を得た。1.超高層建物の二次元基本断面の空力性能に関する物理機構の仮定と予備検討ここでは、超々高層建物の断面形上の空力性能が確定されていない状況を踏まえて、各種基本断面を以下のように物理的な機構を仮定の上、系統的分類を行ない、空力的に有効な方法としての根拠を明らかにした。○角の隅切りによる剥離せん断層の安定化○角柱側方における障害物による交番渦の崩壊○角柱側方における停留領域による剥離渦の取り込み○角柱近傍付属物による剥離せん断層の制御○三次元渦による剥離せん断層と交番渦の制御2.各種断面柱状体まわりの流れの構造と空力特性に関するシミュレーション解析数値シミュレーションを実施し、断面形状を変化させた時の瞬間渦度分布あるいは空気力の時間変動性状を具体的に検討し、両者の空気力学的な関連性を明らかにした。3.三次元的な渦を利用した空力制振技術に関する実験的検討高層建物の代表的形状である角柱から三次元的な渦を発生させ、高層建物の渦による風向直角方向の振動の抑制を実現するため、その技術の基本的な制振機構を実験的に検討した。4.空力制振技術に関する系統的分類と総合的性能評価各種空力制振技術に関して、平均抗力係数、変動揚力係数、ストローハル数などの空力特性を総合的に明らかにした。さらに、その制振効果が有効に働く条件を明確にし、どのような物理機構が超高層建物に適用する上で空気力学的に有利な性状であるかを模索し、各手法の実用的可能性を考察した。

This research aims to explain the physical mechanisms of the vibration control technology of air mechanics suitable for high-rise buildings and to investigate the system from a practical perspective. The results shown below are obtained. 1. The determination and prediction of the aerodynamic performance of the two-dimensional basic section of the super-high-rise building are discussed in detail. The aerodynamic performance of the section of the super-high-rise building is determined in detail. The physical mechanism of the basic section is determined in detail. The classification of the system is carried out in detail. The root of the aerodynamic performance is clarified. Angle of the corner of the corner The temporal vorticity distribution of the cross section shape is discussed in detail, and the correlation between the air force and the air force is clarified. 3. The three-dimensional vortex is used to investigate the typical shape of high-rise buildings, the generation of three-dimensional vortex, the suppression of vibration of high-rise buildings in the right direction of wind direction, and the basic vibration damping mechanism of the technology. 4. The classification and comprehensive performance evaluation of various air vibration control technologies include the classification, average resistance coefficient, dynamic force coefficient, dynamic force coefficient and air force characteristics. In addition, the vibration control effect has a clear condition, and the physical mechanism is applicable to the high-rise building. The favorable characteristics of the air mechanics are investigated.

项目成果

田村 哲郎: "建築構造における計算流体力学" 日本風工学会誌. No.60. 7-16 (1994)

Tetsuro Tamura：“建筑结构中的计算流体动力学”日本风工程学会杂志第 60 期（1994 年）。

Tetsuro TAMURA: "Numcrical Study of Pressure Fluctuations on Rcctangular Cylinder in Acrodynamic Oscillation" Journal of Wind Engineering and Inductrial Acrodynamics. Vol.54/55. 1-12 (1995)

Tetsuro TAMURA：“体力振动中矩形圆柱体压力脉动的数值研究”风工程和工业体体动力学杂志。

和田 章: "高層鉄筋コンクリート造建物の設計用ベースシヤ-係数の検討" 日本建築学会構造系論文報告集. Vol.458. 99-108 (1994)

Akira Wada：“高层钢筋混凝土建筑设计的基础剪力系数研究”日本建筑学会结构论文报告第 458 卷 99-108（1994 年）。

和田 章: "高層鉄筋コンクリート建物の設計用せん断力分布の検討" 日本建築学会構造系論文報告集. Vol.458. 79-88 (1994)

Akira Wada：“高层钢筋混凝土建筑设计中的剪力分布研究”日本建筑研究所结构研究论文集第 458 卷（1994 年）。

和田 章: "履歴ダンパーを有する被害レベル制御構造" 構造工学論文集. Vol.40B. 221-234 (1994)

Akira Wada：“带有磁滞阻尼器的损伤水平控制结构”《结构工程学报》第 40B 卷（1994 年）。