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流水中でインライン振動する片持ち梁型二重連結構造体の振動制振効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12450094
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関東京大学

研究代表者

金子 成彦  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70143378)

研究分担者 斎藤 登  株式会社東芝, 電力産業システム技術開発センター, 室長(研究職)
渡邉 辰郎 (渡邊 辰郎)  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70011179)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
2000年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
キーワード流体関連振動 / 自励振動 / 非対称渦 / インライン振動 / カルマン渦 / 対称渦 / 抗力 / 渦励振 / 連結構造 / 制振 / 双子渦 / 対象渦
研究概要

本研究は、高速増殖炉「もんじゅ」のナトリウム漏洩事故で発生した、温度計ウェルの流れ方向振動に起因する温度計さや管の自励振動に関係するものである。動燃事業団(現:核燃料サイクル事業団)から提出された報告書によると、特定の一本の温度計ウェルが損傷した理由は、損傷した温度計ウェル内の熱電対が曲がって挿入されたため熱電対鞘管の内壁に接触し、温度計ウェルは1自由度系として振る舞い、大きな振動が発生し疲労破壊に至ったとのことである。この事実は、損傷を受けなかった他の温度計ウェルでは、熱電対が熱電対鞘管の内壁に常時接触してはいないので、振動することが可能で、熱電対は副振動系の役目を果たし、ダイナミックダンパを構成し、熱電対鞘管の振動を抑制したため破損しなかったことを示唆している。このように対称渦によって発生する流体振動現象は、複雑で、完全には解明できていない現象である。
そこで本研究では、電力中央研究所我孫子研究所にある重力落下式水槽を用いて、加振円柱に作用する対象渦の放出による変動流体力の詳細な測定を行い、その結果を、定常流体力、加振変位に比例する変動流体力、加振変位と90度位相のずれた変動流体力に分けて、換算流速(無次元流速)と加振振幅の非線形関数で表現したデータベースを構築した。その結果を元に、振幅がある一定の大きさになった時に始めて発振が起こる硬発振の振動系であることを明らかにした。これまでにデータの蓄積ない、微小振幅の条件下での流体力の測定に初めて成功し、流れ方向の抗力は、対称渦が発生しているときには、その大きさが約二分の一に減少するという事実が判明した。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] 西原 崇, 金子成彦, 安川亮一, 渡邉辰郎: "円柱構造物の抗力方向流力振動に関する研究(第1報)"日本機械学会論文集、C編. Vol.68, No.673. 2605-2613 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西原 崇, 金子成彦, 安川亮一, 渡邉辰郎: "円柱構造物の抗力方向流力振動に関する研究(第2報)"日本機械学会論文集、C編. Vol.68, No.674. 2880-2888 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安川亮一, 金子成彦, 西原 崇, 渡邉辰郎: "単一円柱における対称渦による抗力方向自励振動の発生機構"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文アブストラクト集. No.01-5(CD-ROM). (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 毛利泰裕, 金子成彦, 渡邉辰郎: "片持ち円柱構造物の抗力方向振動に関する実験的研究"東京大学総合試験所所報. Vol.58. 79-84 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西原崇, 安川亮一, 金子成彦, 渡辺辰郎: "流れにさらされた円柱状構造物に作用する抗力方向付加流体力の測定"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文アブストラクト集. No.00-6. 160 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 毛利泰裕, 木都孝洋, 渡辺辰郎, 金子成彦: "双子渦を伴う円柱のインライン振動計測"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. No.99-7(I), Vol.A. 577-580 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Nishihara, Shigehiko Kaneko, Ryoichi Yasukawa and Tatsuo Watanabe: "Flow-Induced Vibration in In-Line Direction of a Circular Cylinder in a Flow (1st report : Measurement of Added Fluid Forces in In-Line Direction Acting on a Circular Cylinder in a Flow)"Trans. JSME, Ser. C. 68,No.673. 2605-2613 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Nishihara, Shigehiko Kaneko, Ryoichi Yasukawa and Tatsuo Watanabe: "Flow-Induced Vibration in In-Line Direction of a Circular Cylinder in a Flow (2nd report : Nonlinear Characteristics of Added Fluid Forces in In-Line Direction Acting on a Circular Cylinder in a Flow)"Trans. JSME, Ser. C. 68,No.674. 2880-2888 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryoichi Yasukawa, Shigehiko Kaneko, Takashi Nishihara and Tatsuo Watanabe: "The Mechanism of In-Line Oscillation of a Single Cylinder Excited by Symmetric Vortices"Prep. JSME, CD-ROM. No.01-5. (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuhiro Mohri, Shigehiko Kaneko and Tatsuo Watanabe: "An Experimental Study for In-Line Vibration of a Cantilever Circular Cylinder"Annual report of Engineering Research Institute, School of Engineering, University of Tokyo. 58. 79-84 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Nishihara, Ryoichi Yasukawa, Shigehiko Kaneko and Tatsuo Watanabe: "A Measurement of Added Fluid Forces in In-Line Direction Acting on a Cylindrical Structures in a Flow"Prep. JSME. No.00-6. 160 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuhiro Mohri, Kido Takahiro, Tatsuo Watanabe and Shigehiko Kaneko: "Measurements of In-Line Vibration of a Circular Cylinder Accompanied with Symmetric Vortices"Prep. JSME. A, No.99-7(I). 577-580 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西原 崇, 金子成彦, 安川亮一, 渡邉辰郎: "円柱構造物の抗力方向流力振動に関する研究(第1報)"日本機械学会論文集、C編. Vol.68,No.673. 2605-2613 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 西原 崇, 金子成彦, 安川亮一, 渡邉辰郎: "円柱構造物の抗力方向流力振動に関する研究(第2報)"日本機械学会論文集、C編. Vol.68,No.674. 2880-2888 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 安川亮一, 金子成彦, 西原 崇, 渡邊辰郎: "単一円柱における対称渦による抗力方向自励振動の発生機構"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. No.00-6. 168-174 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 毛利泰裕,木都孝洋,渡辺辰郎,金子成彦: "双子渦を伴う円柱のインライン振動計測"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. NO.99-7(1)A. 577-580 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 毛利泰裕,金子成彦,渡邉辰郎: "片持ち円柱構造物の抗力方向振動に関する実験的研究"東京大学総合試験所所報. Vol.58. 79-84 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 西原崇,安川亮一,金子成彦,渡邉辰郎: "流れにさらされた円柱状構造物に作用する抗力方向付加流体力の測定"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. NO.00-6. 160 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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