並列に配置された多角柱列まわりの流れに関する数値解析的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11750432
• Research Institution: Hachinohe National College of Technology
• Principal Investigator: 丸岡 晃 八戸工業高等専門学校, 建築環境工学科, 助手 (30310973)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸岡 晃 八戸工業高等専門学校, 建築環境工学科, 助手 (30310973)
• Keywords: 多角柱列 / 空力音 / 数値流体解析 / 風洞実験 / 圧力変動 / 乱流遷移

Research Abstract

本研究で取り扱う現象は、多角柱列の振動と流れの連成問題であり、最終的には、各角柱が弾性支持された状態での解析を行う予定であるが、本年度は、その第一段階として、年度当初の研究実施計画に従い、静止状態での現象解明と弾性支持された状態での解析のための下準備を行った。具体的に実施した項目とその結果について以下に示す。
1.静止した状態の多角柱列に対して風洞実験で特異的な現象が確認された前後の風向の条件で解析を行い、以下の結果を得た。
・解析領域は、数本の角柱に周期境界条件を適用することによって、複数本の角柱列表現できることを示した。しかしながら、あまりに少ない本数(1、2本など)では、角柱間の流れの位相を強制することになるため、現象に応じて本数を決定する必要があることがわかった。
・ある特異的な風向の条件においてのみ、角柱表面の圧力変動に周波数ピークが見られ、風洞実験で空力音が発生した条件との一致が得られた。
・上項目の結果を得るには、乱流遷移を考慮した大規模3次元解析が必要であることがわかった。
2.弾性支持された状態での解析を行うためにALE法を適用して従来の静止した状態のプログラムに対して修正を行った。
3.流れの可視化を行うために、独自のグラフィックツールを開発し、3次元的な流れを明らかにするアニメーションの作成を行った。
今後、2.のツールを利用し、弾性支持された状態で自励振動を考慮した解析を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 丸岡晃: "並列に配置された多角柱列まわりの流れの3次元流体解析"日本風工学会誌. 79. 183-184 (1999)
• [Publications] 丸岡晃: "空力音の発生を考慮した多角柱列まわりの流れの3次元流体解析"第54回土木学会年次学術講演会講演概要集. 第1部(B). 758-759 (1999)
• [Publications] 丸岡晃: "多数本角柱まわりの数値流体解析を行うための境界条件とモデル化の検討"応用力学論文集. 2. 567-572 (1999)