流体・構造体連成振動現象のフィードバック発現機構の解明とその制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650156
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 坂本 弘志 北見工業大学, 工学部, 教授 (70003176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高井 和紀 北見工業大学, 工学部, 教務職員 (50271755) ; 羽二生 博之 北見工業大学, 工学部, 教授 (70172955)
• Keywords: 流体・構造体連成振動 / 自由振動実験 / フィードバック機構 / 低風速フラッタ / 渦励振 / 高風速フラッタ / 空力振動の制御 / T字型制御物体

Research Abstract

本研究は、「流体関連振動」の分野で重要な研究課題として位置づけられているところの流体・構造体連成振動現象のフィードバック発現機構の解明を行い、あわせて構造体の振動を防止するための有効な制御手法の確立を図ろうとするものである。本年度は主に、自由振動実験を遂行して確立した空力振動不安定現象を抑制する制御手法の有効性の評価検討を行ったものである。その結果、以下に示す結論を得られた。
(1)辺長比B/H=3(B:流れ方向の辺長、H:流れと直角方向の辺長)なる前縁はく離渦型矩形柱においては、低風速フラッタ、渦励振および高速フラッタの空力振動が生じ、高速フラッタは発散振動する。
(2)完全はく離型から前縁はく離渦型に移行する辺長比B/H=2.4なる矩形柱においては、渦励振フラッタの空力振動が生じ、フラッタは発散振動する。
(3)辺長比B/H=0.7の完全はく離矩形柱においては渦励振のみが発現し、振動は収束する。
(4)矩形柱が振動を開始すると、後流渦は強化されてフィードバック現象によって側面変動圧が増大し、発散振動を引き起こす。
(5)渦励振現象は後流渦を抑制するスプリッタプレートを矩形柱後面に取付けることによって完全に抑制できる。
(6)矩形柱前面にT字型プレートを取付けることによって、前縁はく離渦および後流渦の発生が防止されて、すべての空気振動を抑制できる。

Research Products

• [Publications] 坂本弘志,ほか3名: "前縁はく離渦形矩形柱の流力振動抑制に関する研究"日本機械学会論文集B編. (掲載予定).
• [Publications] 高井和紀,ほか3名: "Suppression and Generation Mechanism of Flow-Induced Vibration of a Rectangular Prism With Impinging Leading-Edge Vortices"The Fourth International Conference on Hydrodynamics. (2000年9月発表予定).