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防風・遮風対策の安全性評価ならびに強風警報システムの構築に関する研究

防风挡风措施安全评价研究及强风预警系统建设

基本信息

批准号：
06555133
负责人：
白石成人
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：
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/grant/KAKENHI-PROJECT-06555133/
关键词：
防風・遮風対策安全性評価構造物空力特性基本断面乱流効果 CFD

项目摘要

本研究では,構造物あるいは走行車両の耐風性確保のための,防風・遮風対策に焦点を当て,これらの対策工の設置による元の構造系の空力特性への影響と,その安全性評価ならびに実用化への検討を行うものである.本研究の成果の概要は以下のようである.構造物の基本形状として矩形断面,および六角形断面を選び,その渦励振特性に及ぼす前縁,後縁形状の影響,気流の乱れの効果に検討を加えた.その結果,矩形断面の自己励起型渦励振は,乱流気流中において振幅の低減が見られ,その理由は前縁剥離渦が乱流中でも弱めらず,乱流の高周波数成分による乱れの連行作用の結果,全体の流れの微妙な変化が原因と結論づけられた.また,偏平六角形断面の付着型渦励振は乱流中で振幅が増大する特性が確認されるとともに,そのメカニズムも上述の乱れの連行作用による流れの変化によるものと判断された.また,断面前縁部および後縁部形状を個々に変化させ,流れの変化に及ぼす影響についても考察を加えた.傾斜円柱の空力振動に対する制振対策工として,楕円状のフィンを継続的に取り付け,その効果を実験的に調査するとともに,制振メカニズムについて表面の非定常圧力,後流変動,およびこれらの円柱スパン方向の変化特性を計測し,検討を加えた.その結果,楕円状のフィンは良好な制振効果を発揮することが確認され,流れの2次元性を強めることにより,スパン方向の流れの非一様性という励振の一要因を抑制すること,さらに円柱背後の軸方向流れというもう一つの要因の抑制にも大きな効果があることが,その制振効果のメカニズムであることが明らかとなった.CFDの中でも比較的簡便な離散渦法を用い,構造基本断面(矩形断面)の空気力,および後流の流速変動特性の再現を試みた.物体近傍の流れの解析精度を上げ,かつ流れの粘性を考慮するため,渦法と差分法それぞれの利点を生かした解析手法を適用し,解析を行った.解析結果に及ぼす数値粘性の影響が大きいため,これを抑える新たな手法を提案すると共に,その妥当性について断面辺長比1:2矩形断面のストローハル数(後流の流速変動特性を示す無次元数)がレイノルズ数によって変化する様を再現し,実験値との比較により検証した.さらに,物体の振動問題へ拡張し,振動中の非定常圧力,非定常空気力について解析を試み,準定常的な特性は非粘性解析である程度再現可能であるものの,非定常性が強い領域では流れの粘性を的確に導入する必要性が指摘された.

This research is about the wind resistance of the structure, the wind resistance of the walking vehicle, the focus of the windproof and wind-shielding policy, the setting of the structural system, the air force special The influence of sex, the safety evaluation of sex The summary of the results of this research is as follows. The basic shape of the structure is as follows Rectangular cross-section, hexagonal cross-section を selection, vortex excitation characteristics に and ぼす front 縁, rear 縁 shape influence, 気 flow の chaos れの effect に検 discuss を plus えた. その result, rectangular cross-section The self-excited vortex is vibrating, the amplitude of the turbulent flow is low and the amplitude is low, the reason is that the front peeling vortex is weak in the turbulent flow, and the high-frequency wave number component of the turbulent flow is chaotic. The result of the continuous action, the reason and reason for the subtle change of the overall flow, the conclusion, the vortex excitation of the flat hexagonal cross-section, the amplitude of the turbulent flow, the characteristics of the increase. Confirm されるとともに, そのメカニズムもthe above-mentioned continuation function による流れの変化によるものとJudgment された.また, the shape of the front and back parts of the sectionを一々に変化させ, 流れの変化に和ぼす Impact についてもinvestigation を加えた. The aerodynamic vibration of the tilted pillar is the vibration control system and the vibration control system is the vibration control system. The investigation of the effect of the test, the effect of the test, the vibration control function The unsteady pressure on the surface of the について, the backward flow movement, the direction of the およびこれらの円 Pillar スパンThe change characteristics are measured, the results are good, and the results are good. The vibration suppression effect is confirmed by the vibration control effect, and the two-dimensional nature of the flow is strong by the flow.り, スパン directional flow れの non-one 様という excitation のを suppression すること, The direction of flow in the direction of the axis behind the pillar is the main cause of the flow and the large effect The effect of vibration suppression is as follows:た. The simple discrete vortex method used in CFD comparison is used to construct the basic cross-section (rectangular Cross-section) of the air force, the reproduction of the flow velocity change characteristics of the back flow and the analysis accuracy of the flow near the object, the viscosity of the flow in the vicinity of the object, the vortex method and the difference methodそれぞれの利点を生かしたanalytical techniqueをapplicableし,analyticalを行った.analytical resultsに和ぼす Number value viscosity の大きいため, これを氪える新たなtechniqueを proposalすると公に, そのappropriateness について cross-section length ratio 1:2 rectangular cross-section のストローThe number of the ハル number (the flow velocity change characteristic of the back flow is the dimensionless number) the number of the がレイノルズ number and the によって変化する様をappearanceし,実験値とのComparisonにより検证した.さらに,Object's vibration Dynamic problem analysis, unsteady pressure force in vibration, unsteady air force analysis testみ, quasi-steady characteristics, non-viscous analysis, degree of reproduction possibility, unsteadiness, strong field, viscosity, true import, necessity, and criticism.