非線形性の発現制御とダンピング制御による高機能同調液体ダンパーの実現

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555077
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 金子 成彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70143378)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺村 彰 (株)大林組, 技術研究所, 主席研究員 ; 渡辺 辰郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70011179)
• Keywords: ダンパー / 非線形振動 / スロッシング / 非線形振動 / 同調液体ダンパー / 制振 / 制振装置 / ダンピング

Research Abstract

自由表面を持つ液体の動揺を利用している制振装置は同調液体ダンパー(TLD)と呼ばれ、斜張橋の主塔や高層ビルなど実際の構造物にも組み込まれるようになってきた。しかしながら、対象となる構造物の固有周期が約3〜5秒であることから、実際に建物に搭載する以前に実験室での加振実験によって制振性能を正確に予測することは困難である。そこで、適切なモデル化に基づいた計算機シミュレーションコードが必要となってくる。本研究の目的は、実際に建物に搭載する前に、各種TLDの制振性能を計算によって予測可能にする設計支援システムを開発することである。特に、従来取り組まれていなかった、大振幅入力に対する評価法の開発と容器内に流入流出する流れを伴う流水型TLDの設計法及び制振性能の評価法を確立することである。
研究の最初の段階では、平成7年度の研究課題は、大振幅入力に対する評価法の開発と実験による検証であった。実験装置の設計および試作は順調に進み、実験に必要なジグ等の製作も完了し、実験に取り掛かれる状態に来ている。ただし、大振幅入力に対する理論解析が遅れている。そこで、引き続き解析法の研究を急ぐ予定である。本年度途中から重点的に行った研究は、各種TLDのうち、これまで研究が全く行われていなかった、減衰ネットを水平に挿入したタイプの制振装置の制振性能の予測に関する基礎理論の構築である。矩形容器内に減衰ネットが挿入された場合を対象に、ネットを通過する流線によって形成される仮想U字管モデルを構築し、矩形容器内に仮想的なマノメータ振動系を想定し、ネットの効果を考慮に入れて、発生する散逸エネルギーを計算することの出来るプログラムを開発した。次年度は、実験によって妥当性を確認する予定である。

Research Products

• [Publications] 町田剛敏、金子成彦 Taketoshi Machida and S. Kaneko: "NonLinear Response of Sloshing with Steady Circualting Flow" Fluid-Structure Interaction and Structural Mechanics ASME. PVP Vol. 310. 37-54 (1995)
• [Publications] 金子成彦,溝田康男: "減衰ネットを挿入した円筒型同調液体ダンパーの制振性能に関する研究" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. No. 95-8I,Vol. B. 145-148 (1995)
• [Publications] 町田剛敏,金子成彦: "流入流出のある系におけるスロッシングの非線形応答" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. No. 95-8I,Vol. B. 149-152 (1995)