長大橋のフラッタにおける乱れのスケ-ル効果に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550367
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 中村 泰治 九州大学, 応力研, 教授 (80038554)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 勝哉 九州大学, 応力研, 助手 (40199063) ; 小園 茂平 九州大学, 応力研, 助手 (10169302) ; 大屋 裕二 九州大学, 応力研, 助教授 (00150524)
• Keywords: 長大橋 / 大気乱流 / 乱れのスケ-ル効果 / フラッタ / ギャロッピング / バフェティング

Research Abstract

自然風は乱れており,長大な橋梁のフラッタ特性にこの乱れが大きく影響する.従来のフラッタ風洞実験は全て小スケ-ルの乱流を使った実験であり,物体寸法に比べ乱れのスケ-ルのはるかに大きい自然風との空間的相似条件を軽視している.この効果の把握に照準を置き,乱れのスケ-ル比Lx/h(ここに,Lxは乱れのスケ-ル,hは物体寸法である)のフラッタ特性に及ぼす影響を調べることが本研究の目的である.
本年度はギャロッピングのほかにバフェティングに対する乱れのスケ-ル効果を調べた.昨年度の実験(d/h=2.0の矩形柱)に続き,d/h=0.6,0.8,1.0の2次元矩形柱を使用した;これらはh=3cm,スパン長180cmの剛体模型で,両端はばね支持され,固有振動数fy=3.0Hzを持つ.
これらの模型を,一様流ならびに大,中,小3種のスケ-ルをもつ格子乱流中に置き,フラッタ特性を計測した.乱流時のスケ-ル比はそれぞれLx/h=5.5,2.8,1.0であり,乱れの強さはいずれも約10%とした.
得られた結果は以下のようである:
(1)一様流および乱流に対し,d/h=0.8,1.0では明らかにギャロッピングが観察された.
(2)d/h=2.0に比較し,d/h=0.6〜1.0では乱れのスケ-ル効果が小さかった.
(3)バフェティングもd/h=0.6〜1.0ではそれほど顕著ではなかった.
これらの現象の物理的考察については次年度の課題としたい.
次年度は,さらに,バフェティングに対する乱れのスケ-ル効果を調べるために,3次元矩形柱模型(h=1cm程度)について実験を行い,本研究の総括としたい.

Research Products

• [Publications] Y.Nakamura and K.Hirata: "Pressure fluctuations on oscillating rectangular cylinders with the long side normal to the flow" Journal of Fluids & Structures. 5. (1991)
• [Publications] Y.Nakamura,K.Hirata & T.Urabe: "Gelloping of rectangular cylinders in the presence of a splitter plate (accepted for pubication)" Journal of Fluids & Structures. (1991)