1987 Fiscal Year Annual Research Report
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62460106
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
葉山 眞治 東京大学, 工学部, 教授 (00010687)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 辰郎 東京大学, 工学部, 助手 (70011179)
毛利 泰裕 東京大学, 工学部, 助手 (30010870)
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| Keywords | 管内圧力脈動 / 配管振動 / 流体起振力 / 連成振動 / 共振応答 / 伝達行列 / 安全 |
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| Research Abstract |
各種機器の配管系は一般に減衰力の非常に小さい振動系を構成することが多く, 機器の安全上からその防振対策は極めて重要な問題である. 配管振動の起振力としては, 従来, 風や地震など管外から加わるものが主として取扱われ, それによる配管振動の応答が研究されている. しかし, 実際には管内流体振動に起因するものがはるかに多いにもかかわらず, 管内流体振動による配管系の振動応答に関する研究は極めて少ない. 本研究は管内流体振動による配管振動の励振機構を解明して, 配管振動応答計算法を確立しようとするものである.
管内流体振動による起振力は主として管路の曲り部に作用するので, 本研究では先ず曲り管の面内振動を伝達行列を用いて解析するプログラムを開発した. 次に, 管内流体振動を伝達行列を用いて解き, これより曲り管に作用する流体起振力を求め, 管の曲り部に強制力として加えることにより, 配管振動の応答を計算した. 管壁に作用する流体力は圧力によるものと運動量変化(遠心力作用)によるものから成り, 前者は圧力脈動と同じ振動数であるが, 後者は2倍の振動数を持っている. 従って, 管路の固有振動数が圧力脈動の振動数に一致するとき, およびその半分のとき共振が生じることが明らかとなった.
一方, 円弧状およびS字状の管路を用いて実験した結果と比較したところ両者は極めて良く対応しており, 本計算法の妥当性が確認されたので, さらに複雑な配管系の振動応答解析への拡張と精度の向上をはかる予定である. なお, 本研究成果は本年秋の日本機械学会全国大会で発表する予定である.
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