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剥離せん断層を刺激する周期的な憤流による空力振動制御に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14655169
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関日本大学

研究代表者

野村 卓史  日本大学, 理工学部, 教授 (50126281)

研究分担者 比江島 慎二  岡山大学, 環境理工学部, 助教授 (50284526)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード空力振動 / 振動制御 / 噴流 / 長方形断面 / 可視化実験 / 長方形断面角柱 / ACサーボモータ風洞
研究概要

昨年度の研究によって,辺長比2の長方形角柱の前縁スリットから脈動噴流によって剥離せん断流を刺激すると,角柱振動との位相を適切に選ぶことによって,きわめて効果的に振動を抑制できることが明らかになった.噴流を脈動させずに吹かせ続けたときよりも効果的に振動が収まること,位相によっては逆に振動振幅が増えることがあること,も重要な知見であると考えている.本年度は,脈動噴流が剥離せん断流に与える作用を明らかにすることを主目的にして,角柱周辺気流の測定と可視化実験を実施した.
角柱周辺気流の測定は,角柱を固定した状態,空力振動をさせている状態,および脈動噴流で振動が抑制された状態について,後流内に熱線流速計プローブを設置して計測した.計測した流速変動をスペクトル解析した結果,角柱を固定した状態ではストローハル数成分が卓越し,空力振動させている状態では,角柱・支持系の固有振動数成分が卓越しているのに対し,脈動噴流で振動が抑制された状態では,変動のパワーが極めて小さく,また小さなピークの周波数はストローハル数成分とも固有振動数成分とも異なるものであった.この結果から,脈動噴流で振動を抑制した状態では,後流の変動がかなり少ない気流になっていることが分かった.角柱側方の剥離せん断流そのものの測定もこの知見に対応するものであった.
可視化実験は,上流からドライアイスの白煙を風路内に流し込み,レーザーシートを鉛直に当てて,角柱側方および後流の状況を観測した.その結果,振動時の後流に見られる角柱背後の巻き込みが,振動抑制時には低減していることが認められた.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] 辺長比2の角柱前縁からの脈動噴流刺激による空力振動制御2005

    • 著者名/発表者名
      野村, 岡田, 高木, 比江島
    • 雑誌名

      第54回理論応用力学講演会講演論文集

      ページ: 403-404

    • NAID

      130004603390

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 角柱前縁からの脈動噴流による空力振動の抑制に関する実験的研究2004

    • 著者名/発表者名
      野村, 岡田, 高木, 目時, 比江島
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集

      ページ: 401-406

    • NAID

      130004644234

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 角柱前縁からの脈動噴流による空力振動の抑制実験2004

    • 著者名/発表者名
      野村, 岡田, 高木, 目時, 比江島
    • 雑誌名

      日本風工学会誌 第99号

      ページ: 173-174

    • NAID

      10012963088

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 前縁からの脈動噴流による角柱の空力振動制御2004

    • 著者名/発表者名
      高木, 目時, 岡田, 野村, 比江島
    • 雑誌名

      土木学会第59回年次学術講演会講演概要集 1

      ページ: 650-650

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 流速撹乱による円柱カルマン渦のフィードバック制御2004

    • 著者名/発表者名
      比江島慎二, 渡邊恭, 野村卓史
    • 雑誌名

      土木学会応用力学論文集 7

      ページ: 1125-1132

    • NAID

      40006445628

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] フィードバック流速撹乱による円柱後流渦制御2004

    • 著者名/発表者名
      比江島慎二, 熊尾友憲
    • 雑誌名

      土木学会論文集 773/1-69

      ページ: 79-88

    • NAID

      10013551415

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 野村卓史, 伊丹智晴, 田中正之: "前縁からの噴流による空力振動の制御に関する実験"日本風工学会誌. No.95. 157-158 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 比江島慎二, 野村卓史: "剥離せん断層の周期的刺激による円柱の渦励振制御メカニズム"土木学会論文集. No.731/I-63. 331-340 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shinji HIEJIMA, Tomonori KUMAO, Takeo TANIGUCHI: "Feedback control of vortex shedding around a bluff body by velocity excitation"Abstracts of 12th Int.Conf.on Finite Element Methods in Flow Problem, Nagoya, Japan. 97 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hiejima, T.Nomura: "Numerical study of the effect of periodic jet excitation on cylinder aerodynamic instability"Wind & Structures. Vol.5,No.2-4. 141-150 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 森山 洋平, 水口 貴弘, 野村 卓史: "剥離流刺激による空力振動の抑制に関する実験"土木学会第57回年次学術講演会講演概要集. I. I-508 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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