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高層煙突ブレースの強風による自励振動

研究課題

研究課題/領域番号 18560221
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関埼玉大学

研究代表者

佐藤 勇一  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30134828)

研究分担者 長嶺 拓夫  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 講師 (00323379)
森 博輝  埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (50451737)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,680千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード自励振動 / 流体関連振動 / 空力励振 / 不安定振動 / 高層煙突 / ブレース
研究概要

申請者は実際に観測された現象を基に、理論解析を行っている。理論解析は流れ場を仮定しブレースに働く圧力を計算した。この圧力を外力としたブレースの運動方程式から振動モードについて検討を行い、風速によって不安定振動が発生することを明らかにしている。その結果、ブレースが強風時に振動する現象は流体力に直行して発生するブレースの変位がスパイラル状に増大し続ける場合には不安定振動となり、一方スパイラル状にならない場合にはブレースはその剛性による復元力によって、もとの静止状態に戻り安定に静止することを明らかにしている。
この理論解析結果を踏まえ、本研究では,製作した実験装置を用いて,流れ場に置かれた剛性の高い円柱の近傍に弾性棒を設置した際に,弾性棒に発生する振れまわり運動について調べた。これにより,弾性棒が円柱よりも上流および下流に設置された場合における振れまわり運動の基本的な特性を明らかにした。その内容は、弾性棒が円柱の上流および下流に置かれた場合に発生する振れまわり運動の方向を明らかにするとともに,いくつかのパラメータの影響について知見を得た。弾性棒が円柱の上流に配置されたときの振れまわり方向は理論解析におけるブレースの振れまわり方向と一致し、その振動数はカルマン渦による振動数とことなることを可視化実験などから明らかにした。弾性棒が円柱の下流に配置されたときの振れまわり方向はウェークギャロッピングによるものと一致した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 円柱近傍に置かれた弾性棒に発生する振れ回り現象に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      野上正博, 佐藤勇一, 長嶺拓夫, 森博輝
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部第14期総会講演会講演論文集 080-1

      ページ: 95-96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Whirling of an elastic bar located close to a cylinder2008

    • 著者名/発表者名
      Masahiro NOGAMI, Yuichi SATO, Takuo NAGAMINE, Hiroki MORI
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers No. 080-1

      ページ: 95-96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 円柱近傍に置かれた弾性棒の動特性2007

    • 著者名/発表者名
      森博輝, 佐藤勇一, 長嶺拓夫, 野上正博, 吉村敬二
    • 雑誌名

      日本機械学会D&D2007講演会CO-ROM講演論文集 07-8

      ページ: 1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic characteristics of an elastic bar located close to a circular cylinder2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroki MORI, Yuichi SATO, Takuo NAGAMINE, Masahiro NOGAMI, Keiji YOSHIMURA
    • 雑誌名

      Proceedings of the Dynamics and Desigin Conference, Dynamics and Measurement, Division, JSME No. 07-8(CD-ROM)

      ページ: 1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 円柱近傍に置かれた弾性棒に発生する振れ回り現象に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      野上正博
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第14期総会講演会
    • 発表場所
      東京海洋大学
    • 年月日
      2008-03-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Whirling of an elastic bar located close to a cylinder2008

    • 著者名/発表者名
      Masahiro NOGAMI, Yuichi SATO, Takuo NAGAMINE, Hiroki MORI
    • 学会等名
      Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineering Congress
    • 発表場所
      Tokyo University of Marine Science and Technology
    • 年月日
      2008-03-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 円柱近傍に置かれた弾性棒の動特性2007

    • 著者名/発表者名
      森 博輝
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門D&D2007講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Dynamic characteristics of an elastic bar located close to a circular cylinder2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroki MORI, Yuichi SATO, Takuo NAGAMINE, Masahiro NOGAMI, Keiji YOSHIMURA
    • 学会等名
      Dynamics and Desigin Conference
    • 発表場所
      Hiroshima University
    • 年月日
      2007-09-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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