| Research Abstract |
本研究の目的はマルチファン型風洞を用いて高強度大スケールの乱流場を生成することである.橋梁や建物などの野外構造物は大気乱流場の中に常に晒されているので,その荷重は乱流の影響を強く受ける.従って,このような高強度大スケールの乱流場を生成することは大きな意味を持つ.
マルチファン型風洞は99個の送風機を独立に運転できるのでその自由度は高い.これまでに,1)「一様アクティブ法」,2)「擬似格子法」,などの運転法で乱流を生成し,その特性を調べた.本研究では,「アクティブ格子法」と称して1)と2)を組み合わせたような運転法を試みている.この方法では,送風機の運転命令によって送風機を二組に分け,いろいろな配置を仮定する.次に,運転命令として,単一正弦波を入力して,その正弦波周波数を変化させ,乱流強度が増幅されるかどうかに着目して乱流場の計測を行う.すなわち,ねらいは低周波数擾乱を外部擾乱として入れ,それにより慣性小領域を拡大して高レイノルズ数乱流を生成しようということである.
まず,擬似格子法の配置に従い,入力正弦波擾乱の周波数を0.02〜2Hzの範囲で変化させた.生成された乱流場は入力信号のシャープなピークを除いてほとんど変化は見られなかった.3次元的配置の擬似格子法の配置では測定部流入直後の渦はあまり明確な周期性がないので,共鳴的な増幅には至らないものと思われる.
次に,「擬似縦格子法」の配置(鉛直方向の格子状に2種類の運転命令を配置する方法)を試みた.予備的な実験結果を基に,渦放出周波数の前後で正弦波擾乱を入力し,乱れが増幅されるかどうかを調べている.流下距離が短い位置では,共鳴的な乱れの増幅が認められたが,下流に行くにつれて速やかに減衰した.正弦波擾乱の生成は数ヘルツが限界であり,高周波数になるにつれて生成が難しくなる.この問題点を克服しつつ,信頼性のある測定を試みている.
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