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

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750201
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 渡辺 昌宏 青山学院大学, 理工学部, 助教授 (40256673)
• Keywords: 高速移動体 / 流れ励起不安定波動 / 自励振動 / 隙間流れ / 流体・構造連成 / 安定性解析 / せん断流れ / 曲げ波

Research Abstract

研究実績
本研究の成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(波動の位相速度,振動数,および振幅)を実験により明らかにした.
(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モデル化し,これまでの物理モデルに組み込んだ.そして,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て本研究で構築した物理モデルの妥当性を検証した.
(3)(1)と(2)で得られた結果を基に,不安定波動の発生メカニズムの解明を行った.また,実験結果と解析結果とを比較検討して,不安定波動の発生条件および不安定波動の発生を支配する無次元パラメータを明らかにした.