| 研究概要 |
本研究は,竜巻による建造物の被害が増加傾向にあることを鑑み,様々な条件下で生成される竜巻状旋回上昇流の室内実験が容易に行える装置を実現すること,竜巻状旋回上昇流の中心付近の流れの特性を把握し,耐風設計にフィードバックすることを目的としている.本年度に得られた成果を以下に示す.従来型の竜巻シミュレータの流入境界部分に,サーボモータによって独立に角度を調整可能な48枚の可動翼を取り付けて,それを制御用パーソナルコンピュータでコントロールする装置を作製した.耐風設計のための基礎情報を得るために,PIVによる中心付近の流速分布を計測し,スワール比の変化と旋回上昇流中心付近の流速分布の変化について検討した.
また,装置の中心とは異なる位置に中心を持つランキン渦を仮定した流れ場によって翼の角度を与えたところ,想定される渦中心とは異なる方向に渦中心が移動することを確認した.想定する位置と実際の渦中心が一致しない理由としては,可動翼だけで制御できるのは流入角のみであり流入量の分布はほぼ一様になっているためではないかと考えられる.この問題を解決するためには,流入部分に多数のファンを配置し,流入量の分布を与えられる機構を新たに組み込む必要がある.
そこで,次のステップとしては,可動翼の枚数と同じ48個のファンを流入部分に配置し,流入量を個別に制御可能な機構を組み込む必要があることから,48個のファンの回転数を個別に制御するためのコントローラの準備を始め,制御プログラムの開発を始めた.
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