ステップ関数的突風を受ける楕円柱の非定常風力特性に及ぼす流れの慣性力の影響

抄録

立ち上がり時間の短いステップ関数的突風を受ける楕円柱の非定常風力に及ぼす流れの加速度に比例する慣性力の影響を明らかにすることを目的に，慣性力項を含んだ準定常風力式と突風風洞実験やk-epsilonモデルベースの数値流体計算の結果を比較した。数値流体計算結果のピーク風力値と風力式のピーク値を比較すると，立ち上がり時間が小さいほど，ピーク値の差は小さくなり，立ち上がり時間がかなり小さい時には両者はよく一致した。さらに，立ち上がり時間と突風風速および物体のサイズから構成される無次元パラメータを用いて風力の最大値と定常値の比で定義されるオーバーシュート係数を整理し，無次元立ち上がり時間がとても小さい場合は慣性力がオーバーシュート現象の発生に強く影響することを明らかにした。一方で，無次元立ち上がり時間が比較的大きい場合は，慣性力以外の要因によって風力のオーバーシュート現象が引き起こされることがわかった。