橋梁構造物における渦励振とその渦生成機構に関する研究

桥梁结构涡激振动及其涡产生机理研究

• 批准号: 13750459
• 负责人: 八木 知己
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750459/
• 关键词: カルマン渦; 自己励起型渦励振; ギャロッピング; ねじれフラッター; 連成フラッター; 空力干渉; 矩形断面; 渦励振; フラッター; タコマ橋; 空中干渉

本年度は,構造基本断面における異種空力振動現象の干渉を把握することを目的に,カルマン渦励振,自己励起型渦励振,ギャロッピング,ねじれフラッターなどの空力振動が発生するB/D=2矩形断面を対象に,風洞実験を行った.以下に得られた結果を示す.●B/D=2矩形断面においての1/St(ストロハル数)付近の風速域においてカルマン渦との同期現象によりギャロッピング振動が発現することが知られていることから,この現象はギャロッピングがカルマン渦による振動によって励起されている可能性が示唆された.●本研究では,次のような空力干渉が確認された.1)連成フラッター,2)ねじれフラッターがギャロッピングを抑制,3)ギャロッピングによりねじれフラッターの発現が高風速側に移行,4)ねじれ渦励振によりギャロッピングを抑制.●ねじれフラッターがギャロッピングを抑制する現象は,ねじれフラッターの発生起因であるSeparation Bubbleによって,ギャロッピングの励振力となっている上面圧力の回復が妨げられ,あるいはねじれ振幅が大きくなることでたわみ振動方向の接近流が再付着し,内部循環流の形成が妨げられたため,ギャロッピング振動が抑制されているものと考えられる.●ギャロッピングによりねじれフラッターの発現が抑制される現象は,ギャロッピングの流れ場が卓越し,ねじれフラッターの励振力である剥離せん断層の再付着が生じなかったため,Separation Bubbleの形成が妨げられたと考えられる.●ねじれ渦励振によりギャロッピングを抑制する現象は,ねじれ渦励振が渦流下型であるためにギャロッピングの振動方向とは逆面の圧力回復が妨げられたこと,あるいはこのたわみ振動は強制的なカルマン渦放出により発現したものであり,ねじれ渦励振の振幅がある値に達したときにカルマン渦の放出が制御されたことなどが考えられる.

今年，为了了解不同类型气动振动现象在基本结构截面上的干扰，我们分析了一个B/D=2的矩形截面，其中卡门涡激振动、自激涡激振动等气动振动发生振动、奔腾、扭转颤动 目标：风洞果实。我们进行了实验，得到的结果如下所示。 ●在B/D=2的矩形截面中，在1/St（斯特劳哈尔数）附近的风速区域，由于与卡门涡旋的同步现象，出现了舞动振动据了解，这。有人认为，舞动可能是由卡门涡旋引起的振动激发的。 ● 在本研究中，证实了以下气动干扰：1）耦合颤振，2）扭转颤振抑制舞动，3）舞动。 4) 扭转涡激抑制舞动。 ●扭转颤振抑制舞动的现象是由于分离造成的，分离是扭转颤振的原因。气泡阻碍了作为舞动激振力的顶面压力的恢复，或者增大了扭转振幅，使偏转振动方向的接近流重新附着，阻碍了内循环流的形成，从而产生舞动振动。被压制可以认为，扭转颤振的发展被舞动抑制的现象是因为舞动流场占主导地位，并且不发生作为扭转颤振激振力的分离剪切层的再附着。认为阻碍了气泡的形成。 ●扭转涡激抑制舞动的现象是由于扭转涡激是涡流型，阻碍了与振动方向相反方向的压力恢复。或者，这种弯曲振动可能是由强制卡门涡旋脱落引起的，并且当扭转涡旋激励的幅度达到一定值时，卡门涡旋脱落受到控制。

项目成果

松本 勝: "旧Tacoma橋における異種空力振動の干渉現象"第17回風工学シンポジウム論文集. 303-308 (2002)

Masaru Matsumoto：“旧塔科马桥上不同类型气动振动的干扰现象”第17届风工程研讨会论文集303-308（2002）。