| 研究課題/領域番号 |
08455264
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
谷池 義人 大阪市立大学, 工学部, 教授 (00111980)
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| 研究分担者 |
岡南 博夫 大阪府立工業高等専門学校, 建設工学部科, 教授 (20111924)
谷口 徹郎 大阪市立大学, 工学部, 助手 (30231418)
木内 龍彦 大阪市立大学, 工学部, 講師 (30112527)
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| キーワード | 可視化風洞実験 / 円錐渦 / スイッチング |
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| 研究概要 |
建築物を構造設計する際に、設計用外力として風荷重を考慮する場合、主に水平方向の風力が卓越する。しかし、丘陵地や傾斜地に建つ建物、或いは平坦地においてもドーム・大屋根等の大スパン構造物には、屋根面に鉛直方向の大きな風荷重が瞬間的に作用する場合がある。この鉛直方向の非定常な風荷重は、屋根面上に形成される渦に起因していると考えらている。今年度は、立方体と正方形屋根面のみの2種類の模型を用いた可視化風洞実験を行い、屋根面の対角線方向に風が当たる場合の屋根面上の円錐渦の性状について調べた。その結果、屋根面のみの模型上には、既往のデルタウィング上の流れ場に関する研究で示されているものと同様に、一対の安定した円錐渦が見られた。しかし、立方体屋根面上には、どちらか片方にしか渦が存在せず、おおむね交互に渦の位置が入れ替わる、いわゆるスイッチングという現象が起こっていることを発見した。このスイッチングが先に述べた瞬間的な風荷重の増大と密接に関係していると考えられる。
また、実験結果より、立方体模型では、壁面が存在することにより、淀み点の位置が安定せず、円錐渦のスイッチングが起こっているのに対し、屋根面のみの場合は、淀み点が屋根の裏面に安定しており、円錐渦のスイッチングが起こらないのではないかと予想される。来年度は屋根面及び壁面に加わる風圧力を測定し、淀み点の位置とスイッチングの関係について明らかにしていきたいと考える。
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