反回転式アクチュエータによる柱状構造物に働く揚力低減方法に関する研究

円柱構造物の揚力低減方法としてのアクティブ制振の方法として、固定治具の弾性支持係数の制御、又は音波や渦の干渉等の手法が開発されているが、水中トンネルなど極限状態での構造物にはその設備やメインテナンス上の問題等から実用的ではない。そこで本研究では、本アクチュエータによる円柱表面の渦の剥離点運動をコントロールすることで揚力発生をコントロールする空気放出型アクチュエータを考案した。この振動励起メカニズムと制御パラメータが互いに干渉を起こす。そこで、本研究では、剥離点の運動と、制御パラメータとの関係を、剥離転移動運動と円柱に働く非定常流体力の詳細な実験的研究を行い、そのメカニズムを考究した。一様流中での加振実験による流体力特性と剥離点の移動運動の測定実験を通してその有効性を示した。その結果から、振動状態の位相特性により大きな影響が生じることを確認した。揚力低減効果のメカニズム解析にパラメータによる詳細な流れの剥離運動の詳細な実験データにより、実際の振動応答実験を行うことにより本手法の有効性を振動学の観点から実験的に有効なパラメータの確認をし、その流体力は最大で50%の低減効果があることを実験的に確認した。この手法による揚力低減メカニズムを考究し、工学的知見を得ることを目的とし、実際の設計に有効な知見を得た。以上の結果から、このメカニズムを解析する。本実験では、振動応答用の固有振動数が低く、構造減衰が小さい実験装置を用い、振動応答を歪みセンサーで取込むことで、剥離点の運動が、このアクチュエータにより規定化されるメカニズムを明らかにして、その工学知見を得るに到った。

円柱構造物の揚力低減方法としてのアクティブ制振の方法として、固定治具の弾性支持係数の制御、又は音波や渦の干渉等の手法が開発されているが、水中トンネルなど極限状態での構造物にはその設備やメインテナンス上の問題等から実用的ではない。そこで本研究では、本アクチュエータによる円柱表面の渦の剥離点運動をコントロールすることで揚力発生をコントロールする空気放出型アクチュエータを考案した。この振動励起メカニズムと制御パラメータが互いに干渉を起こす。そこで、本研究では、剥離点の運動と、制御パラメータとの関係を、剥離転移動運動と円柱に働く非定常流体力の詳細な実験的研究を行い、そのメカニズムを考究した。一様流中での加振実験による流体力特性と剥離点の移動運動の測定実験を通してその有効性を示した。その結果から、振動状態の位相特性により大きな影響が生じることを確認した。揚力低減効果のメカニズム解析にパラメータによる詳細な流れの剥離運動の詳細な実験データにより、実際の振動応答実験を行うことにより本手法の有効性を振動学の観点から実験的に有効なパラメータの確認をし、その流体力は最大で50%の低減効果があることを実験的に確認した。この手法による揚力低減メカニズムを考究し、工学的知見を得ることを目的とし、実際の設計に有効な知見を得た。以上の結果から、このメカニズムを解析する。本実験では、振動応答用の固有振動数が低く、構造減衰が小さい実験装置を用い、振動応答を歪みセンサーで取込むことで、剥離点の運動が、このアクチュエータにより規定化されるメカニズムを明らかにして、その工学知見を得るに到った。