| 研究概要 |
自然風は通常乱れており,長大橋のフラッタ特性にこの乱れが大きく影響する.本研究では乱れのスケ-ル効果を対象とし,この効果は物体寸法hに対する乱れのスケ-ルLxの比Lx/hに支配される.従来のフラッタ風洞実験は全て,Lx/hの実状況との空間的相似を軽視してきた.本研究の目的はフラッタに及ぼす乱れのスケ-ル効果をLx/hの広範な範囲で包括的に理解することである.矩形断面柱2D模型(h=3cm,両端ばね支持)と3D模型(h=1cm,片持ち支持)の2種類の模型を使用し自由振動実験を行った.一様流と大,中,小3種のスケ-ルをもつ格子乱流を使用しフラッタ特性を計測した.乱れの強さは約10%にそろえた.(1)2D模型(Lx/h=1.0〜5.5):辺長比d/h=0.6,0.8,1.0,2.0,3.0を使用した.(a)d/h=0.6〜1.0の時,一様流および乱流でギャロッピングが生じ,その空力発散率βaはわずかに正となり,スケ-ル効果は明瞭でない.バフェティングによる振動はあまり顕著でない.(b)d/h=2.0の時,一様流ではギャロッピングが生じたが,乱流では再付着が促進されギャロッピングが消えたLx/hが大きくなりLx/h=2〜3を越えるとβaが大きくなって一様流の挙動に漸近する傾向があり,ギャロッピングにおける乱れのスケ-ル効果の存在が認められる.大きいLx/hに対し,無次元高風速域でバフェィングが生じた.(c)d/h=3.0の時,一様流でも乱流でもギャロッピングは生じず,βaは負であった.Lx/hが大きくなるにつれてβaが低下し一様流に漸近した.
(2)3D模型(Lx/h≦16.5):3D模型のd/h=2.0の時,2D模型のd/h=2.0と同様のスケ-ル効果がβaで見られた.
(3)バフェティング:バフェテングによる振動は,Lx/hとともにLx/h=2〜3から増加する傾向があるが,Lx/h〜10から増加率が減少しある値に漸近する傾向が見られる.
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