可動翼の制御による風圧変動を利用した構造物のアクティブ制振システムの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06750614
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 向井 洋一 大阪大学, 工学部, 助手 (70252616)
• Keywords: 制振構造 / アクティブ制振 / アクティブフィン / 制御アルゴリズム

Research Abstract

アクティブフィンを実機レベルの制振装置として実用化するための基礎的研究として、アクティブフィンの縮小モデルを作成し、風洞実験と数値シミュレーションにより、アクティブフィンシステムの有効な制御アルゴリズムの検証を行った。
1.制御デバイス
(1)鉛直軸回転式1枚羽装置(Single-fin Type)
(2)鉛直軸回転式2枚羽装置(Twin-fins Type)
(3)水平開閉板型装置(Triplet Type)
2.アクティブフィンにより付加される制御力の検討
風洞実験により、以下のような視点からアクティブフィンにより実際に建物に付加される制御力を検証した。
(1)可動翼の見つけ面積と風圧力との関係を調べた。
(2)可動翼の状態変化に伴う風圧力の動的変化の特性の調べた。
(3)可動翼の形状、および駆動機構の違いによる制御力生成メカニズムの違いを調べた。
3.有効な制御アルゴリズムの検討
上記の検証実験の結果を基に、実機レベルのシステムに対応した2方向制振アルゴリズムを構築し、以下のような手法で制御効果を検証した。
(1)可動翼の形状や駆動機構の違いに対応した制御アルゴリズムを作成し、それぞれの制御効果の比較検討を行った。
(2)風向きと建物の揺れの向きとの関係を変化させ、種々の風速下での制御効果の違いを調べた。
4.制御システム設計のための検証
(1)風洞実験により得られたアクティブフィンの制御特性を検討し、さらに、数値シミュレーションによりその結果を検証した。
(2)実構造物の風による振動の実地調査を行い、実際の制御システム構築のための基礎的データを得た。

Research Products

• [Publications] 向井 洋一: "アクティブフィンを用いた構造物の風振動制振システムの検証" 日本建築学会近畿支部研究報告集(構造系). 43. 361-364 (1994)
• [Publications] 向井 洋一: "アクティブフィンを用いた構造物の風振動制振に関する実験的研究(その1〜その4)" 日本建築学会大会学術講演梗概集(東海)B・構造I. 917-924 (1994)
• [Publications] 向井 洋一: "風圧力制御による構造物の制振-アクティブフィンシステム-" SICE関西支部シンポジウム講演論文集. 95-100 (1994)
• [Publications] 向井 洋一: "アクティブフィンシステムによる構造物の風による揺れの制振" 風洞. 11. 13-20 (1994)
• [Publications] 向井 洋一: "Structural Control Using Active Fin System for Wind-Induced Building Vibrations" THEORETICAL AND APPLIED MECHANICS. 43. 149-154 (1994)