空力不安定振動現象のフィードバック発現機構の解明とその制御

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650187
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 坂本 弘志 北見工業大学, 工学部, 教授 (70003176)
• Keywords: 空力不安定振動現象 / 並進並びに回転振動 / 前縁はく離渦 / パッシブ制御 / 正負減衰特性 / 後流渦 / 非定常流体力 / 流体仕事

Research Abstract

前年度は構造物要素として代表的形状を有する矩形断面柱を強制的に並進並びに回転振動させて、物体振動時における各種流体力並びに振動性状特性を調べ、これらとはく離せん断層並びに後流との関連を明らかにし、空力不安定振動現象のフィードバック的発現機構の解明を行った。本年度は前年度の研究で得られた空力不安定振動現象の発現の要因となるはく離せん断層並び後流渦を抑制し、空力不安定振動現象の発現の抑制を図ったものである。その結果得られた知見は以下に示すものとなる。
(1)流れをパッシブ的に制御することによって、空力不安定振動現象を抑制する基本的手法を確立するために静止矩形柱の流れの制御を行った。その結果物体前方に小平板を設置し、はく離せん断層を乱流拡散させることによって、空力不安定振動現象の発現をほぼ抑制できる。
(2)矩形柱の断面比が大きくなるにしたがって、はく離せん断層は側面に付着して前縁はく離渦を形成する。この前縁はく離渦が空力不安定振動現象の発現に重要な役割を果たしていることが明らかとなり、空力不安定振動現象に対する前縁はく離渦のもつ効果を示した。
(3)強制的に回転並びに並進させた振動矩形柱の前方に平板を設置して、空力不安定振動現象を発現させる前縁はく離渦と後流渦を制御し、最適平板の大きさと設置位置を明らかにするとともに、本手法の有効性を示した。
(4)本研究で採用した平板設置による制御手法は、矩形柱の振動を常に減衰させる究めて有効な制御法である。

Research Products

• [Publications] 坂本弘志: "回転振動する矩形断面柱に作用する流体力特性" 日本機械学会論文集B編. 印刷中. (1996)
• [Publications] 羽二生博之: "渦放出の完全ロックイン領域における不規則性" 日本機械学会論文集B編. 62-595. 833-840 (1996)
• [Publications] 羽二生博之: "物体背後の渦形成領域におけるはく離せん断層の過渡特性" 日本機械学会論文集B編. 62-594. 620-627 (1996)
• [Publications] 坂本弘志: "流れのパッシブ制御による矩形断面柱の流体力の抑制" 日本機械学会論文集B編. 61-588. 2938-2946 (1995)