2005 Fiscal Year Annual Research Report
ウェーク・ギャロッピングの発生メカニズムとその制振
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16560425
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
藤澤 伸光 高知工科大学, 工学部, 教授 (80299388)
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| Keywords | ウェーク・ギャロッピング / 並列円柱 / ヘリカルワイア |
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| Research Abstract |
計画当初は、前年度に製作したトラバーサを用いてウェーク・ギャロッピング発生時の円柱周辺の変動風速を計測する予定であったが、直面している問題の解決に役立つことに加えて、振動発生メカニズムに関して別の側面からの情報が得られることを期待して、ヘイカルワイアによる制振実験を先行して実施した。実験には直径D=32mmのアルミパイプを用い、上流側円柱は固定、下流側円柱を鉛直方向1自由度の弾性支持として対風応答を観測した。円柱の中心間隔は3Dとした。
ワイアなしの場合、風速6m/sec付近からギャロッピングが発生した。振幅は風速とともに漸増し、11m/secで約1Dであった。この自発応答とは別に、ある程度以上の外乱を加えると、2〜2.5D程度の大振幅の振動が発生することが確認された。中心間隔2Dではこれに似た振動が発生することを以前に報告しているが、3Dでも同様な現象が発生するとすれば、制振の検討以前に現象そのものを見直す必要もあるように思われる。
ヘリカルワイアには軽量のゴムスポンジを用いた。本数は3本に固定し、ピッチを3D、5D,7Dに変えた。また、上下流のワイアを巻く方向を同じとした場合、逆にした場合についても実験した。実験の結果、上述の自発振動に関しては、どのような巻き方でも制振できることが分かったが、外乱を加えた場合に発生する大振幅の振動に対しては、ピッチ7Dで上下流の巻く方向を同じとした場合のみ、制振できることが明らかになった。今回の研究では、ワイアの山の位置などの細かい部分で条件が揃っていない可能性があるため、上記の結果が3次元的な流れの影響であるのか、あるいは上下流のワイアの位置関係に依存しているのかは必ずしも明らかではない。
制振メカニズムを考察するために上下流のどちらか片側だけにワイアを巻いた実験の結果によれば、上流側ワイアの制振効果が大きいようであったが、片側のワイアだけでは完全には制振できず、上下流の連成効果も無視できないようであった。今後、流速分布の計測を含めた制振効果の詳細な検討を行い、制振という面を通して振動メカニズムに考察を加える予定である。
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