構造基本断面の空力特性に及ぼす気流変動効果に関する研究

气流脉动对基本结构截面气动特性的影响研究

基本信息

批准号：
63550337
负责人：
松本勝
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

構造物の空力特性は気流の変動により大きく変化することが知られている。しかしながら、現実には、自然風の乱れをシミュレートすることが困難なため、一般に安全側と考えられる一様流中での検討がしばしば用いられる。この一様流と乱流により生じる差異を明らかにすることは、より合理的な耐風安全性の評価を行うにあたり不可欠であると考えられる。本研究では、各種の辺長比を有するH型断面を対象に選び、静的空気力あるいは空力振動現象の一つであるねじれフラッターに及ぼす乱流効果について検討を加えた。一様流及び格子乱流を用いた実験の他、乱流の有する周波数特性に特に着目し、2次元周期変動気流(正弦波脈流)中でも実験を行い、各々の空力特性を対比した。さらに、油膜法による流れの可視化実験を実施し、さきに得られた空力特性を流れのパターンの変化と対応させた。これより、H型断面に作用する静的空力モーメントに対しては、乱流による連行作用の促進効果がみられ、脈動周波数による差異と対応付けがなされた。また、ねじれフラッター現象については、流れのパターンが剥離型から再付着型へと移行する断面辺長比(B/D=5.5)を境に周波数効果が大きく異なることが明らかになった。辺長比がこれより小さなH型断面は、準定常性が強い断面であり、高周波数成分の乱れが大きな影響を与える。これに対し、辺長比が大きな場合には、非定常性が強くなり、剥離せん断層の不安定性増幅周波数域の乱れが高周波の乱れにもまして大きな影響力を示すことが明らかとなった。以上の研究成果は、H型断面に及ぼす乱流効果について周波数特性の重要性を示すものであり、自然風中の乱れの影響を把握するために一助をなすものと考えられる。

众所周知，由于气流的波动，结构的空气动力特性发生了巨大变化。但是，实际上，很难模拟天然风中的湍流，因此，通常使用通常使用的均匀流动研究，通常被认为是安全的。据信，确定由于这种均匀的流量和湍流引起的差异对于对风力阻力进行更合理的评估至关重要。在这项研究中，选择具有不同侧长比的H形横截面作为该受试者，并检查了对扭转颤动的湍流效应，这是静态空气动力学或空气动力学振动现象之一。除了使用均匀流动和晶格湍流的实验外，我们还集中在湍流的频率特征上，甚至在二维周期性变化的气流（正弦波脉动流）中进行了实验，以比较空气动力学特征。此外，使用油膜方法进行了流动可视化实验，并与流动模式的变化相匹配，并获得了较早的空气动力学特征。这显示了促进由作用于H形横截面上的静态空气动力学矩的湍流引起的夹带作用的效果，并且对应于由于脉动频率而引起的差异。此外，已经揭示了频率效应与横截面侧长度比（B/d = 5.5）显着不同，其中流动模式从剥离类型转移到重新安置类型。侧面长度比的H形横截面小于其具有很强的准平稳特性的横截面，并且高频组件的干扰具有很大的效果。另一方面，当侧长比很大时，不稳定会变得更强壮，并且已经发现，剥离剪切层的不稳定性扩增频率范围比高频干扰表现出更大的影响。上述研究结果表明，频率特征对H形横截面的湍流效应的重要性，被认为有助于理解天然风中湍流的影响。