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斜張橋ケーブルの空力振動の発生機構解明および制振対策の開発

斜拉桥拉索气动振动产生机理的阐明及振动控制措施的制定

基本信息

批准号：
05555128
负责人：
松本勝
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,斜張橋ケーブルのとくに降雨を伴わない強風時に発生する振動(雨無し振動と呼ぶ)に注目し,以下の各項目について考究した。1.ケーブル姿勢と振動方向の影響ケーブルの空間的な姿勢はケーブルを水平面に投影したときの風向とケーブル軸のなす角度(水平偏角β),およびケーブルを含む鉛直面に投影したときのケーブル軸の傾き(仰角α)で表される。ケーブルの振動にはこれらの角度の他に振動方向がさらに影響する。ケーブル姿勢と振動方向を風洞内で様々に変化させ,各々の状態で振動応答を計測した結果,振動方向がケーブル周上のstagnation pointとケーブル中心を結ぶ線に直角な方向であるとき最も振動が生じやすいこと,およびケーブル姿勢の影響はβ^*=arcsin(cosα・sinβ)で代表されることが確認された。2.軸平行突起付きケーブルの応答特性軸平行突起を設けたケーブルで,特にScruton数が小さい場合には,ある限られた風速域でのみ振動が発生する特性(風速限定型)を示した。同一姿勢における突起を設けないケーブルの応答との比較により,軸平行突起はスパン方向の渦放出の非一様性(3次元性)が強められ,風速限定型の空力振動応答特性が顕在化することが見出された。また,ローリングモードの振動自由度の有無による応答への影響についても検討がなされ,突起付きケーブルではローリングモードが発生し得ることが明かとなった。。3.乱れの影響乱流中の軸平行突起付きケーブルの振動特性を検討するため,静止時および強制振動時のケーブル模型表面の非定常圧力を計測し,カルマン渦および風速限定型振動に対応する周波数成分のパワーを一様流,乱流中で比較した。その結果,乱流中ではカルマン渦のパワーが低下する反面,カルマン渦の間欠的な放出を特徴づけるより低周波数のパワーが逆に増加し,乱流中で渦放出の3次元性が強められる可能性が指摘された。

In this study, we pay attention to the vibration caused by strong wind accompanied by rain, and study the following items. 1. Posture and vibration direction influence Posture in space Posture in horizontal plane Projection in wind direction Angle of axis (horizontal deflection angle β) The vibration of the wall is affected by the angle and other vibration directions. The vibration direction of the wind tunnel is changed, and the vibration response of each state is measured. The vibration direction is from the stage point on the circumference to the right angle direction. The influence of the vibration posture is β^*=arcsin(cosα·sinβ). 2. Axial Parallel Protrusions are designed to be parallel, especially when the Scruton number is small, and the characteristics of vibration generation in the wind speed domain (wind speed limited type) are shown. In the same posture, the axial parallel protrusions are not uniform (three-dimensional) in the direction of vortex emission, and the aerodynamic vibration response characteristics of the wind speed limited type are not uniform. The vibration degree of freedom of the vibration. 3. The vibration characteristics of axis-parallel protrusions in turbulent flow are studied. The unsteady pressure on the surface of the model is measured at rest and under stress. The frequency components of vortices and wind-limited vibrations are compared with those of turbulent flow. As a result, the probability that the vortex emission in turbulence will increase inversely with the frequency of low frequency waves is criticized.