瞬発気流による構造体の過渡流体力の発生機構解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360213
• 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: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 白土 博通 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70150323)
• 研究分担者: 八木 知己 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30293905)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 風工学 / 過渡流体力 / 非定常空気力 / 瞬発気流 / 突風 / 竜巻 / 矩形断面 / 5本円柱

研究概要

瞬発気流を再現する風洞実験装置の検討,試作を行い,正方形断面柱の揚力を測定した.揚力ピーク発生とカルマン渦による揚力変動周期の間の密接な関係が一部明らかとなったが,両空気力成分の分離に課題を残した.
一方,既存の突風風洞を用いて矩形断面や5本円柱の過渡空気力を測定し,前者は上下面の剥離バブルの非対称な成長,後者は円柱間の複雑な流れの生成の重要性を明らかにした.さらに,過渡空気力のLES数値シミュレーションを実施し,カルマン渦との関係を得たほか,竜巻移動時の風速時刻歴シミュレーションにより,風速急変時の鉄道車両の安全性評価を試みた.

研究成果

• [雑誌論文] Flow Around a 2-D Bluff Body with Increasing Wind Velocity in Short Time Duration (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shirato, Osamu Sasaki, Kenji Inage
  • 雑誌名: Proceedings of the 11th Asian Symposium on Flow Visualization 巻: ASV11-99-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] 突風作用下の柱状構造物の非定常空気力 (2011)
  • 著者名/発表者名: 白土博通, 佐々木治, 稲毛健至
  • 雑誌名: 第60回理論応用力学講演会講演論文集 巻: OS16-07
  • 査読あり
• [雑誌論文] 風速急変時における近接5本円柱の空力特性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲毛健至, 白土博通, 八木知己, 佐々木治
  • 雑誌名: 日本風工学会誌 巻: vol.36, No.2 ページ: 173-174
• [雑誌論文] 非定常空気力特性の実験的解明-その2 2次元角柱に作用する非定常空気力特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 白土博通, 前田耕治, 加藤嘉昭, 高杉祐仁, 佐々木治
  • 雑誌名: 日本風工学会誌 巻: 第35巻第2号 ページ: 130-138
• [雑誌論文] Study on Aerodynamic Forces of Basic Structural Sections by Gusty Wind (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shirato, Yuichi Sato, Osamu Sasaki, Do Van Bao
  • 雑誌名: Proceedings of the 23rd KKCNN Symposium on Civil Engieering ページ: 229-232
• [雑誌論文] 突風発生時における構造基本断面作用する空気力に関する実験的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木治, 白土博通, 加藤嘉昭
  • 雑誌名: 第21回風工学シンポジウム論文集 ページ: 191-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient Drag Force on 2-D Bluff Bodies under Gusty Wind Condition (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shirato, Kohji Maeta, Yoshiaki Kato and Yuji Takasugi
  • 雑誌名: Proceedings of the 7th Asia-Pacific Conference on Wind Engineering ページ: 258-264
  • 査読あり
• [学会発表] Transient aerodynamic forces on structural members due to sudden increase of wind velocity (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shirato, Osamu Sasaki, Kenji Inage
  • 学会等名: Research Seminar on Full-Scale Monitoring for Wind Disaster Mitigation
  • 発表場所: Kyoto University
  • 年月日: 2011-11-03
• [学会発表] 近接5本円柱の風速急変時における空力特性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲毛健至, 白土博通, 八木知己, 佐々木治
  • 学会等名: 土木学会第66回年次学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Transient aerodynamic forces on 2-D five circular cylinders in a group due to short-rise-time gust (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shirato, Osamu Sasaki, Kenji Inage
  • 学会等名: 5th International Symposium on Wind Effects on Buildings and Urban Environment Wind Hazard Resilient Cities : New Challenges
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-03-08
• [学会発表] 風速急変時における構造断面に作用する過渡空気力に関する基礎的研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木治, 白土博通, 八木知己, 加藤嘉昭
  • 学会等名: 土木学会第65回年次学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Transient Aerodynamic Forces due to Gusty Wind (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shirato, Koji Maeta, Yoshiaki Kato, Yuji Takasugi, Osamu Sasaki
  • 学会等名: The 3rd Asia Bridge Summit
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2010-08-07
• [学会発表] 突風発生時における構造基本断面のovershoot現象に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤嘉昭, 白土博通, 前田耕冶, 高杉祐仁
  • 学会等名: 平成21年度日本風工学会年次研究発表会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
  • 年月日: 2009-05-27