塔状構造物に生じる高風速渦励振の発生機構の解明

塔状结构高风速涡激产生机理的阐明

• 批准号: 08750581
• 负责人: 木村 吉郎
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750581/
• 关键词: 高風速渦励振; 渦励振; 塔状構造物; 3次元流れ; 対風応答; 空力弾性振動; 後流; 風洞実験

円柱を片持ち支持した模型(展望用タワーや橋梁主塔などの塔状構造物の単純なモデルと考えられる)において、2次元円柱において予想される渦励振発言風速において発生する通常の渦励振とは別に、その3倍程度の高風速域において渦励振のような限定振幅振動が発現する。この現象を本研究では「高風速渦励振」と呼ぶが、その発現メカニズムを解明することを目的に実験的研究を行なった。高風速渦励振は、塔状構造物上端周りの流れによって生じる変動空気力が原因となって起こると考えられる。そこで予備的検討として、上端部に円柱直径よりも1.7倍大きな直径をもつ円盤を取り付けた模型についてその応答を測定したところ、高風速渦励振は発現しなかった。上端周りの流れが変化したことがその理由と考えられる。また、円柱模型の上端周りの流れの可視化を行なったところ、大きな3次元的な渦が発生していることが確認された。大きな渦はより低周波数の空気力を作用させることから、この渦が高風速渦励振の原因となっている可能性が高い。研究計画では、圧力模型を用いて作用する空気力と模型後流の風速変動の関係を明らかにする予定であったが、圧力模型は寸法を大きくする必要があるので、まずそれに対応する直径50mm、高さ1250mmの1自由度振動模型を製作し、こうした大きな模型においても高風速渦励振が発現することを確認した。また、後流の風速変動の詳細な計測も行なっており、現在はデータの解析を行なっている。圧力模型を用いた実験はまだ行なえていないが、本研究により実現の見込みがついたので、今後実施し、現象の詳細な発生メカニズムを検討していく予定である。

A column support model is used to predict the occurrence of eddy current excitation in the wind speed range. The normal eddy current excitation occurs in the high wind speed range, which is three times higher than that in the high wind speed range. This phenomenon is studied in this paper, which is called "high wind speed vortex excitation". High wind speed vortex excitation, tower structure top circumference flow generation, dynamic air force and causes The diameter of the cylinder at the upper end is 1.7 times larger than that of the cylinder at the upper end. The diameter of the cylinder is 1.7 times larger than that of the cylinder at the upper end. The vibration of the high wind speed vortex is generated. The reason why the upper end of the circle flows is to change. The upper end of the cylinder model is visualized and the large three-dimensional vortex is confirmed. The possibility of high wind speed vortices is high. The research plan is to clarify the relationship between the wind speed variation of the air force model and the pressure force model, and to confirm the occurrence of high wind speed eddy vibration in the 1-DOF vibration model with a diameter of 50mm and a height of 1250 mm. Detailed measurement of wind speed changes in the afterflow and analysis of wind speed changes in the afterflow The pressure model is used to analyze the phenomenon in detail.

项目成果

北川徹哉・藤野陽三・木村吉郎: "円柱塔状構造物の高風速渦励振に関する実験的研究" 第14回風工学シンポジウム論文集. 299-304 (1996)

Tetsuya Kitakawa、Yozo Fujino、Yoshiro Kimura：“圆柱塔结构高风速涡激激励的实验研究”第14届风工程研讨会论文集299-304（1996）。