物体自身の背後に生じる乱れが物体に作用するバフェティング空気力に及ぼす影響の解明

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長大橋梁に対しては、自然風の風速変動により生じる不規則なバフェティング応答を予測することは重要である。本研究では、バフェティング応答を生じさせる不規則変動空気力(以下バフェティング空気力)の特性を明らかにすることを目的に以下のような風洞実験を行った。バフェティング空気力の特性は、橋桁断面に作用するバフェティング空気力ならびにバフェティング空気力のスパン方向の相関によって表される。これらを2つの断面における変動圧力の分布を測定することで求めた。ただし圧力は不規則に変動しているので、すべての測定点で同時に圧力を測定する必要があった。偏平六角形断面をもつ2次元模型を対象として、乱れのスケールが異なる3種類の格子乱流中を用い、風速や2断面間の距離を変えて測定を繰り返した。測定はバフェティング揚力に関して行った。測定結果を既往のストリップ理論の仮定に基づく既往の解析結果と比較した。断面に作用するバフェティング揚力のパワースペクトルについては、測定値が既往の解析法による値よりもかなり小さくなることがわかった。また、2つの断面におけるバフェティング揚力のコヒーレンスについては、既往の解析法による定式化、すなわち変動風速のコヒーレンスの表示式において、乱れのスケールを4.5倍、周波数を1.35乗した近似式によって測定値がほぼ表されることを示した。本研究により、少なくとも対象とした偏平六角形断面には適用可能な形でバフェティング空気力の特性を明らかにすることができた。しかし当初の研究目的とした、物体自身の背後に生じる乱れがどの程度物体に作用するバフェティング空気力に影響をおよぼすかについてはまだ明らかにできておらず、今後の課題としたい。