2014 Fiscal Year Annual Research Report
接近した２円柱の流力振動および作用する流体力特性に関する数値的研究
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24560991
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
近藤 典夫 日本大学, 理工学部, 准教授 (90178418)
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2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 渦励振 / ２円柱 / 数値計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
工学の場で，流体の中に構造物が置かれたとき、流体流れは乱流になることがほとんどである。そのような状況を踏まえて，最終年度では円柱構造物が乱流の中で示す振動性状および流体力を捉える事を目的にして３次元数値計算を実施した。この計算では，スクルートン数が極端に小さな数値に仮定している。本計算では、超臨界域としてレイノルズ数Re=1,000,000に設定し，円柱構造物の振動振幅が亜臨界域で生じる振動性状と振動時における流体力の相違点を明らかにした。すなわち，Re=1,000,000のような超臨界域では円柱に作用する抗力係数は極端に小さることに加え，背後から生じるカルマン渦列は小さな渦列を構成するために，円柱自体のクロス・フロー振動振幅は亜臨界域のイン・ライン振幅に比較して相当に小さくなることが捉えられた。
一方、亜臨界領域でスクルートン数が極端に小さい場合は、円柱のイン・ライン振動が卓越する様子が数値計算からも捉えられているが、超臨界域の場合はイン・ライン振動が卓越する現象は見られない。したがって、超臨界域と亜臨界域では円柱の流力振動は異なるタイプであることが捉えられた。
コンピュータの性能の面から、スパン方向の長さが直径の2.5倍までしか設定できなかったが、その状態においても、スパン方向の流れの変化を十分に捉える事ができ、円柱の振動に及ぼす影響を把握することが出来た。
得られた結果は、アニメーション化してあるので、円柱の振動とそれに伴う流れの様子がよく理解できる。
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