振動円柱スパン方向の境界層剥離流れ・渦構造に関する研究

振动筒跨度方向边界层分离流及涡结构研究

• 批准号: 07750185
• 负责人: 横井 嘉文
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750185/
• 关键词: 境界層; 剥離; 渦; ロックイン; 数値シミュレーション

本研究の目的は、振動している円柱のスパン方向の境界層剥離の様子、振動周波数や振動振幅の変化によるフローパターン、抗力や揚力の変化などを系統的で綿密な実験や数値計算を行うことにより、強制振動時におけるロックイン現象や放出される渦の構造について調査しようとするものである。本年度の研究実施結果として、境界要素法と渦法を併用した数値解析主要を用いて、移動境界をもつ任意形状物体まわりの流れを解く計算プログラムの開発を行い、比較的小さい振幅比で円柱静止時のカルマン渦放出周波数の1.0〜2.6倍の範囲で円柱をながれ方向に振動させた時に生じる渦放出の形態を調査し、円柱振動時の渦放出周波数f_<VK>と円柱振動数fの比によって分類されるロックイン状態のフローパターンF_<CVK>/f=0.5の時に放出された渦対が蛇行する非対称の交互渦列やf_<VK>/f=1の時に双子渦列が形成されることを明らかにした。また、振動円柱の流体力の変化は、数値シミュレーションによると平均抗力係数は円柱静止時の平均抗力係数より低く算出され、円柱の振動数が増加するにつれて抗力係数は増加し、渦放出によって生じる揚力係数の周期的変化は見られなくなることを得た。今後の展開として、振動円柱からの渦放出の様子、振動周波数や振動振幅を変化させた時の流体力(抗力や揚力)の変化を調べる系統的で綿密な実験の遂行がデータベースの蓄積や計算手法の検証の面からも是非とも必要となる。

は の purpose, this study vibration し て い る column has drifted back towards &yen; の ス パ ン direction の boundary layer stripping の others child, vibration cycle for や の vibration amplitude variations change に よ る フ ロ ー パ タ ー ン, resistance や uplift force の variations change な ど を system で tight-knit な be 験 や line the numerical calculation を う こ と に よ り, forced vibration に お け る ロ ッ ク イ ン phenomenon や release さ れ る vortex の tectonic に つ い て Investigate ようとする ようとする である である. This year の findings be applied と し て, boundary element method と vortex method を and し た the numerical analytical main を with い て, mobile state を も つ arbitrary shaped objects ま わ り の flow れ く を solution calculation プ ロ グ ラ ム の open 発 を い, compare small さ い amplitude than で has drifted back towards &yen; の column resting カ ル マ ン vortex release cycle for の 1.0 ~ 2.6 times の van 囲 で has drifted back towards &yen; column を な が れ party Born to に vibration さ せ た when に じ る vortex を survey released の form し, column has drifted back towards &yen; の vortex is released by vibration cycle for f_ < vitamin k > と has drifted back towards &yen; column vibration number f の than に よ っ て classification さ れ る ロ ッ ク イ ン state の フ ロ ー パ タ ー ン f_ < CVK > / f = 0.5 の に release さ れ た vortex が seaborne sinusoidal す る not say の seaborne interaction vortex street や f_ < vitamin k > / = f When 1 <s:1>, the に twin vortex train が forms される とを とを light ら に に た た. ま た, vibration column has drifted back towards &yen; の flow physical の - は, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る と average resistance coefficient は has drifted back towards &yen; の column resting average resistance coefficient よ り low く calculate さ れ, number of column has drifted back towards &yen; の vibration が raised す る に つ れ は raised plus し て resistance coefficient, vortex release に よ っ て raw じ る の cycle variations of the lift force coefficient は see ら れ な く な る こ と を た. Future の expand と し て, vibration has drifted back towards &yen; column か ら の vortex release の others child, vibration frequency vibration amplitude を や variations change さ せ た の flow strength (resistance や lift force) when の variations change を adjustable べ る system で tight-knit な be 験 の carries out が デ ー タ ベ ー ス の accumulation や method の 検 card の surface か ら も is と も necessary と な る.