| 研究課題/領域番号 |
20H02232
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
八木 知己 京都大学, 工学研究科, 教授 (30293905)
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| 研究分担者 |
野口 恭平 京都大学, 工学研究科, 助教 (70802685)
松宮 央登 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70516640)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | 耐風安定性 / 空力振動 / 風洞実験 / 数値風洞実験 / 渦励振 / フラッター / 橋梁 / 高欄 / 長大橋 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
将来の気候変動に伴って、台風が巨大化し想定外の強風が構造物に作用する状況が予想される。新規構造物のみならず既存構造物においても、より精緻に耐風安定性を照査する必要性が高まると考えられ、従来の風洞実験法の精緻化のみならず数値風洞実験法の確立が急務の課題である。さらには、空力振動現象が発現する風速よりも高風速域における橋梁構造物の応答挙動も不明な点が多い。本研究では、来る巨大台風来襲時代に向けて、橋梁構造物におけるより合理的で精度の高い耐風性照査法を確立すること、ならびに想定外の強風が作用した際の空力振動現象の解明を目的としている。
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| 研究成果の概要 |
将来の気候変動に伴って想定外の強風が構造物に作用する可能性を考え、安全性を検証する方法として従来の風洞実験に代わる数値風洞実験の実用化に向けた検討、ならびに未知の高風速下における構造物の応答挙動について現象解明と照査方法の検討を行った。前者においては、高欄を始めとする構造物の微細部のモデル化が最大の課題であり、簡易的な多孔質体に置き換える現実的な方法を提案した。併せて、微細部が各種空力振動現象に及ぼす影響についても新しい知見が得られた。後者においては、風洞内で構造物を回転させた状態における空気力を測定し、相対迎角速度の効果を加味した新しい空気力を定式化、さらには応答振幅の評価方法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
長大構造物の耐風安定性を数値流体解析によって照査することは、既に技術的には可能であるが、構造物の微細部を再現すると計算コストがまだ高いのが現状である。本研究では、気流の剥離点付近の微細部を簡易なモデルで置き換えることで、数値風洞を耐風設計に利用する可能性を提案した。また、構造微細部の空気力学的影響を調査し、種々の空力振動現象に関する新しい知見を得ることができた。さらに、従来の耐風安定性の照査においては、照査風速において構造物に不適切な振動現象が発生するかしないかの判断のみであったが、照査風速を超える想定外の風速において、大振幅の応答評価ならびに現象解明が可能な方法を提案することに成功した。
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