狭い隙間内を高速移動する柔軟体に発生する流れ励起不安定波動の発生メカニズム解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750201
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 渡辺 昌宏 青山学院大学, 理工学部, 助手 (40256673)
• Keywords: 高速移動体 / 流れ励起不安定波動 / 自励振動 / 隙間の流れ / 流体・構造練成 / 安定性解析 / せん断流れ / 曲げ波

Research Abstract

本研究の結果を以下にまとめて示す.
(1)連続した薄いシート状柔軟体が流体(水)で満たされた有限区間の狭い隙間内を高速移動する実験装置を設計・製作し,移動する柔軟体に発生する流れ励起不安定波動の振動学的特性を実験により明らかにした.また,移動する柔軟体周りに発生する流体せん断流れの可視化を行い,流体流れと柔軟体の不安定波動との様子を明らかにした.
(2)(1)で明らかにした不安定波動の特性およびせん断流れの流体力学的特性を詳細に定式化し,有限区間を高速移動する柔軟体の波動運動と流体せん断流れとが連成した詳細な物理モデルを構築した.また,構築した物理モデルを用いて安定性解析を行い,隙間空間部の幅と長さ,および柔軟体の厚さと材質が流れ励起不安定波動へ及ぼす影響を明らかにした.また,解析計算で得られた結果と(1)より得られた実験結果とを比較し,本研究で構築した物理モデルの妥当性を検証した.

Research Products

• [Publications] 渡辺昌宏, 伊藤智洋, 小林信之: "流体せん断流れを伴って拘束空間内を軸方向に移動するウェブの動的安定性解析(有限拘束空間内を移動するウェブの場合)"日本機械学会論文集C編. 67巻664号. 3722-3729 (2001)
• [Publications] M.Watanabe, N.Kobayashi: "Flow-induced vibrations of axially moving web subjected to shear fluid flow"Fluid Structure Interaction, Editor : S.K.Chakrabarti & C.A.Brebbia, WIT press. 100-118 (2001)