総合要因を考慮した送電鉄塔の強風応答予測の高精度化と部材振動制御の確立

提高输电塔强风响应预测精度，建立考虑综合因素的构件振动控制

• 批准号: 09J04044
• 负责人: 竹内 真弓 (藤村 真弓)
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04044/
• 关键词: 送電鉄塔; 強風応答予測; 空力減衰; 減衰同定; 変動風速場シミュレーション; 部材振動制御; 渦励振; 強風応答; 鉄塔-送電線連成系3次元モデル; 多次元3成分変動風速場

送電鉄塔の強風に対するさらなる安全性を向上させるためには,鉄塔-送電線連成系の強風応答予測の高精度化と既設鉄塔の部材振動制御を確立することが不可欠である。本研究は,送電鉄塔の強風応答を決める支配的なパラメータの一つである空力減衰特性を考慮した3次元連成モデルと,自然風の持つ変動風速3成分間の相互相関関係を評価できる多次元3成分変動風速場シミュレーションにより,総合要因を考慮した送電鉄塔の強風応答シミュレーション技法を実現する。さらに,強風下における長時間の部材振動に対する制振デバイスを開発することによって,部材振動制御理論を確立する。本年度は以下の手順で研究を進めた。1.送電鉄塔の振動特性に対して優れた安定性を有する減衰同定手法を確立することにより,実基送電鉄塔の空力減衰特性を明らかにした。さらに,明らかにされた空力減衰特性を適切に評価する3次元連成モデルを構築することによって,送電鉄塔の空力減衰発達メカニズムを詳細に解明した。2.強風観測記録の分析により定式化した変動風速3成分間の相互相関係数を入力情報として与える風速場シミュレーション技法を構築し,目標風速場との誤差率が1%程度以下となる風速場をシミュレート可能であることを確認した。3.主に音環境対策や自動車などメカニカルな機構の制振方法として利用実績を有するダンピングシートと拘束板を併用する鉄塔部材の制振デバイスを考案し,パイプ部材の風洞実験により制振効果を検証した。その結果,本手法によって,渦励振による部材振動に対して最大で約50%の制振効果を付与できることを確認した。1.と2.の成果により送電鉄塔の強風応答予測の高精度化を実現し,3.の成果は既設鉄塔の強風に対するさらなる安全性を向上させるものである。

为了进一步提高输电铁塔抗强风的安全性，提高铁塔-输电线路耦合系统强风响应预测的准确性以及建立既有铁塔杆件振动控制至关重要。本研究采用了考虑气动阻尼特性的三维耦合模型，气动阻尼特性是决定输电塔强风响应的主导参数之一，以及可以评估跨方向的多维模型。通过三维三分量变风速场模拟，实现了考虑综合因素的输电塔强风响应模拟技术。此外，通过研制强风下长期构件振动的阻尼装置，建立了构件振动控制理论。今年，我们按照以下步骤进行了研究。 1.通过建立稳定性优良的输电铁塔振动特性阻尼辨识方法，明确了实际输电铁塔的气动阻尼特性。此外，通过构建三维耦合模型来适当评估所揭示的气动阻尼特性，详细阐明了输电塔的气动阻尼发展机制。 2. 建立风速场模拟技术，以通过分析强风观测记录制定的三个脉动风速分量之间的互相关系数作为输入信息，并创建误差率约为1%或更小的风速场从目标风速场来看，证实是可以模拟的。 3.我们设计了一种采用阻尼片和约束板组合的钢塔构件减振装置，主要用作声环境对策和汽车等机械机构的减振方法，并验证了阻尼效果通过对管道构件进行风洞实验验证了效果。结果表明，该方法可以对由涡激振动引起的构件振动提供高达约50%的阻尼效果。 1.和2.的结果使得提高输电铁塔强风响应的预测精度成为可能，3.的结果进一步提高了现有铁塔抵御强风的安全性。

项目成果

送電線吊架装置を含む鉄塔-送電線連成系振動特性に関する実機試験

含输电线路悬挂设备的杆塔-输电线路耦合系统振动特性实测

• 发表时间: 2009
• 作者: 山戸秀晃;本田誠;藤村真弓;他
• 通讯作者: 他

強風下での球状体の飛散状況に及ぼす変動風速の鉛直横方向成分の影響その1鉛直横方向成分を考慮した変動風速場の生成

脉动风速垂直和横向分量对强风下球形物体散射的影响第1部分考虑垂直和横向分量的脉动风速场的生成

• 发表时间: 2010
• 作者: 竹内真弓;近藤潤一;森本康幸;前田潤滋
• 通讯作者: 前田潤滋

Multidimensional Simulation of Fluctuating Wind Field Including Lateral Components under Strong Winds

强风下含横向分量的脉动风场多维模拟

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of 5th International Symposium on Computational Wind Engineering
• 作者: Mayumi TAKEUCHI;Junji MAEDA
• 通讯作者: Junji MAEDA

強風下での球状物体の飛散状況に及ぼす風速鉛直成分の影響に関する数値実験

强风下风速垂直分量对球形物体散射影响的数值试验

• 发表时间: 2011
• 期刊: 都市・建築学研究九州大学大学院人間環境学研究院紀要
• 作者: 近藤潤一;竹内真弓;前田潤滋;森本康幸
• 通讯作者: 森本康幸

台風接近時における鉄塔-送電線連成系の応答特性に及ぼす吊架振動の影響

台风逼近时吊架振动对杆塔-输电线路耦合系统响应特性的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 山戸秀晃;竹内真弓;海老原修二;他
• 通讯作者: 他