水路付き円柱の空力不安定振動の発生条件に対する振動方向の影響評価

抄録

降雨による水路が形成された鋼管部材を模した円柱模型の空力不安定振動の発生条件に対する振動方向の影響を評価するために，風洞実験および準定常空気力を用いた1自由度応答解析を実施した．解析結果は実験結果を包含しており，準定常空気力を用いた解析により振動のメカニズムおよび最大振幅を評価可能である．揚力は励振力として働き，その効果は振動方向が風直交方向に近いほど大きい．一方，抗力は減衰力として働き，その効果は円柱が風に向かって斜め上方向に振動する場合の方が小さい．その結果，円柱が斜め上向きに変位するときある程度向かい風となるような条件で空気力による仕事が最大となり，最も顕著な振動が発生する．