JPH08261868A - Boundary-layer turbulent flow generation apparatus - Google Patents
Boundary-layer turbulent flow generation apparatusInfo
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- JPH08261868A JPH08261868A JP6060395A JP6060395A JPH08261868A JP H08261868 A JPH08261868 A JP H08261868A JP 6060395 A JP6060395 A JP 6060395A JP 6060395 A JP6060395 A JP 6060395A JP H08261868 A JPH08261868 A JP H08261868A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、橋梁、煙突、その他の
構築物の耐風安定性の評価に必要とする、空力性能デー
タを得るための風洞実験装置に適用する境界層乱流発生
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boundary layer turbulent flow generator applied to a wind tunnel experimental apparatus for obtaining aerodynamic performance data required for evaluation of wind resistance stability of bridges, chimneys and other structures.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、橋梁や煙突等、特定地域の地上
に設置される大型の構築物の、耐風性等の特性を検討す
るための空力性能データを得る手段の一つとして、風洞
実験が行なわれている。このような風洞実験を行うた
め、構築物を模擬する模型を設置する風路に形成する気
流は、構築物が設置される建設地点に生じる自然風の乱
流を風路内に再現して、建設地点での耐風現象等を模擬
することが重要であり、従来、風路に設置された構築物
の模型の上流側に、立体ブロックや三角板のスパイヤを
設けて、主流を乱し、自然風に近い乱れが生じた気流を
発生させて、再現要件の実現に努力が拂われている。2. Description of the Related Art Generally, wind tunnel experiments are carried out as one means for obtaining aerodynamic performance data for studying characteristics such as wind resistance of large structures installed on the ground in a specific area such as bridges and chimneys. Has been. In order to conduct such a wind tunnel experiment, the airflow that forms in the wind path where the model that simulates the structure is installed reproduces the turbulence of the natural wind that occurs at the construction site where the structure is installed in the wind path. It is important to simulate the wind resistance phenomenon in the wind tunnel, and conventionally, by installing a three-dimensional block or triangular plate spire on the upstream side of the model of the structure installed in the air passage, it disturbs the mainstream and disturbs the natural wind. Efforts are being made to realize the reproducibility requirements by generating the generated air flow.
【０００３】図１１は、このような再現要件の実現に、
従来使用されている境界層乱流発生装置の一例を示す図
である。図に示すように、風洞の吹出口０２に接続した
風路０１の底面０３に、２等辺三角板からなるスパイヤ
０４を複数枚、主流０９の方向と直角な断面内で、風路
幅方向に回動自在に配設し、主流０９の乱れを発生させ
るようにしている。FIG. 11 shows the realization of such a reproduction requirement.
It is a figure which shows an example of the boundary layer turbulence generator used conventionally. As shown in the figure, on the bottom surface 03 of the air passage 01 connected to the air outlet 02 of the wind tunnel, a plurality of spires 04 composed of isosceles triangular plates are wound in the width direction of the air passage in a cross section perpendicular to the direction of the mainstream 09. It is arranged so as to be movable, and the mainstream 09 is disturbed.
【０００４】また、スパイヤ０４の中心位置に固着した
回動軸０１５を床面０３に貫通させて立設し、その下端
部を床下に設けた駆動機構のリンクアーム０１４に連結
し、リンクアーム０１４と連結した駆動棒０１３を、駆
動棒０１３の端部に設けたラック０１２がパルスモータ
０１０の回転軸に取付けたピニオン０１１と噛合して、
風路幅方向に往復動することにより、リンクアーム０１
４を介して回動軸０１５を回動させ、スパイヤ０４を回
動させて、風路０１の一部を開閉することにより、主流
０９に乱れを発生させるようにしている。Further, a rotary shaft 015 fixed to the center position of the spire 04 is erected upright through the floor surface 03, and its lower end is connected to a link arm 014 of a drive mechanism provided under the floor, and a link arm 014. The drive rod 013 connected to the drive rod 013 is meshed with the pinion 011 attached to the rotary shaft of the pulse motor 010 by the rack 012 provided at the end of the drive rod 013.
By reciprocating in the width direction of the air passage, the link arm 01
By rotating the rotating shaft 015 via 4 and rotating the spire 04 to open and close a part of the air passage 01, turbulence is generated in the main flow 09.
【０００５】さらに、供試模型で模擬された構築物の建
設予定地の自然風のデータを入力した外部データ記憶装
置５０と、電算機６０と、風路０１内の気流０９の状態
を検出するセンサからのデータを入力して、解析、及び
分析して、前記パルスモータ０１０に信号を送る制御器
７０とが装備されており、これらによって、三角板０４
の搖動角度や、周期が決められ、自然風に近い気流が作
られるようになっている。Further, an external data storage device 50 into which data of the natural wind of the planned construction site of the structure simulated by the test model is input, a computer 60, and a sensor for detecting the state of the air flow 09 in the air passage 01. It is equipped with a controller 70 for inputting data from, analyzing and analyzing, and sending a signal to the pulse motor 010.
The swinging angle and cycle of are determined so that an airflow close to the natural wind is created.
【０００６】しかしながら、上述した従来の三角板から
なるスパイヤ０４を搖動して、乱流状態の自然風を模擬
させる風路０１内の主流０９の乱れを発生させる装置に
よる乱れは、水平横方向に風速変動のある乱れが主体で
あり、しかも、自然風の乱れを近似する所要値に比較し
て、周波数が高く、また変動のスケールが小さくて、自
然風との相似性は、必ずしも十分ではない気流しか発生
できないという不具合があった。また、風路０１内気流
の鉛直方向の風速変動分は、極く僅かであり、この点で
も、自然風を近似しているとはいえず、この点において
も改善を要望されている。However, the turbulence caused by the device for swinging the above-mentioned conventional spear 04 made of a triangular plate to generate the turbulence of the main flow 09 in the air passage 01 for simulating the natural wind in the turbulent state is the wind speed in the horizontal direction. Mainly turbulence with fluctuations, the frequency is high compared to the required value that approximates the turbulence of the natural wind, and the scale of fluctuations is small, so the similarity to the natural wind is not always sufficient. There was a problem that it could only occur. Further, the vertical wind speed fluctuation of the air flow in the air passage 01 is extremely small, and it cannot be said that the natural wind is approximated in this respect either, and improvement in this respect is also desired.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の境界層乱流発生装置の不具合を解消して、変化に富
んだ、自然風を近似する乱れの生じた気流を作ることが
でき、供試模型によって模擬された構築物の建設地点の
自然風に、著しく近い気流を発生させて、橋梁や煙突等
の構築物の空力性能を正確に予測できるデータが取得で
き、構築物の耐風性能設計等を、より確実にできる境界
層乱流発生装置を提供することを課題とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention can solve the above-mentioned problems of the conventional boundary layer turbulence generator to create a turbulent air flow which is rich in variation and approximates a natural wind. , It is possible to obtain data that can accurately predict the aerodynamic performance of structures such as bridges and chimneys by generating an air flow that is extremely close to the natural wind at the construction site of the structure simulated by the test model, and design wind resistance of the structure. It is an object of the present invention to provide a boundary layer turbulent flow generator capable of more reliably.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の境界
層乱流発生装置は、次の手段とした。 （１）風路の、主流方向と直交する水平面内、すなわ
ち、風路幅方向に間隔をあけて並設される三角形状のス
パイヤの各々が、２ないし３枚の三角板で構成され、各
三角板の一辺を１軸上に集合させて、風路の底面に立設
されるとともに、少くとも、三角板のうちの２枚の三角
板は、軸を中心に、風路幅方向に対称に搖動できる搖動
板とした。なお、三角板の各々は直角３角形とすること
もできる。また、スパイヤが３枚の三角板で構成される
場合、搖動板となる２枚の三角板を除く残りの１枚は、
風路底面に固定しても、軸まわりに搖動できるようにし
ても良い。Therefore, the boundary layer turbulent flow generator of the present invention has the following means. (1) Each of the triangular spires arranged in parallel in the horizontal direction of the airflow direction, that is, in the airflow width direction, is composed of two to three triangular plates. One side is gathered on one axis to stand upright on the bottom of the air passage, and at least two of the triangle plates can swing symmetrically around the axis in the width direction of the air passage. It was a plate. Note that each of the triangular plates may be a right triangle. Also, if the spire is composed of three triangular plates, the remaining one except for the two triangular plates that will be the swinging plates,
It may be fixed to the bottom of the air passage or may be allowed to swing around the axis.
【０００９】また、本発明の境界層乱流発生装置は、上
記（１）に加え、次の手段とした。 （２）搖動板が、上、下に分割され、分割線の上方の上
部搖動板と、下方の下部搖動板にされて、各々はそれぞ
れ異なる位相で軸を、中心に風路幅方向に対称に搖動で
きるようにした。なお、上部搖動板と下部搖動板は、そ
れぞれ独立に搖動できるようにしても、一定の角度差を
保持したまま、同時に搖動できるようにしても良い。ま
た、搖動板を除く残りの１枚の三角板も上、下に分割す
るようにしても良い。The boundary layer turbulent flow generator of the present invention has the following means in addition to the above (1). (2) The swing plate is divided into upper and lower parts, and an upper swing plate above the dividing line and a lower swing plate below the dividing line, each of which is symmetrical in the air passage width direction about the axis at different phases. I was able to swing. The upper swing plate and the lower swing plate may be independently swingable, or may be simultaneously swingable while maintaining a constant angle difference. Further, the remaining one triangular plate excluding the rocking plate may be divided into upper and lower parts.
【００１０】また、本発明の境界層乱流発生装置は、上
記（１）又は（１）、（２）に加え、次の手段とした。 （３）風路幅方向に間隔をあけて並設されたスパイヤの
搖動板、若しくは上部搖動板および下部搖動板のそれぞ
れを、自然風の再現要件に合致するように、個々に搖動
させる搖動モータを、各々のスパイヤに設けた。The boundary layer turbulent flow generator of the present invention has the following means in addition to the above (1) or (1) and (2). (3) A swing motor that individually swings each of the swing plates of the spire, or the upper swing plate and the lower swing plate, arranged side by side in the width direction of the air passage so as to meet the reproduction requirements of the natural wind. On each spire.
【００１１】[0011]
【作用】本発明の境界層乱流発生装置は、上述（１）の
手段により、（１）２枚の三角板からなる搖動板を、共
通の軸に集合させた縁辺を中心に、主流方向と直交する
方向、すなわち、風路幅方向に対称的に搖動するように
構成したことにより、風路幅方向に、間隔をあけて並設
されたスパイヤによって、閉鎖される風路断面積が、風
路の中央部と側壁近傍とで変えることができる。すなわ
ち、風路の中央部と側壁近傍に設置されるスパイヤの搖
動角が、それぞれ異なるように作動させるか、スパイヤ
の大きさを変える等により、風路断面積の閉鎖効果を中
央部と側壁近傍で変えるようにすることができる。これ
により、気流は風路内で蛇行し、風路幅方向の風速変動
を、低周波で、大スケールのものとすることができる。According to the boundary layer turbulent flow generator of the present invention, by means of the above-mentioned (1), (1) the swing plate composed of two triangular plates is arranged in the main flow direction around the edge gathering on a common axis. By oscillating symmetrically in the direction orthogonal to each other, that is, in the width direction of the air passage, the air passage cross-sectional area closed by the spires arranged in parallel in the air passage width direction is It can be changed at the center of the road and near the side wall. That is, the effect of closing the air duct cross-sectional area can be reduced by operating the spiders installed in the central part of the air passage and the sidewalls so that they have different swing angles, or by changing the size of the spire. You can change it with. As a result, the air flow meanders in the wind path, and the fluctuation of the wind speed in the width direction of the air path can be made low-frequency and large-scale.
【００１２】また、三角板を３枚にして、２枚の搖動板
とは別の三角板を搖動させるようにすることにより、よ
り複雑な気流が発生できる。さらに、この別の三角板の
底面を風路底面に固着することにより、スパイヤの耐風
強度を増すことができるとともに、搖動板の搖動を行う
軸を細くすることができる。Further, by using three triangular plates and swinging another triangular plate different from the two rocking plates, a more complicated air flow can be generated. Further, by fixing the bottom surface of the other triangular plate to the bottom surface of the air passage, it is possible to increase the wind resistant strength of the spire and to make the shaft for rocking the rocking plate thin.
【００１３】また、本発明の境界層乱流発生装置は、上
記（１）に加え、上述（２）の手段により、（２）上、
下に分割された搖動板の上部である上部搖動板と、下部
である下部搖動板の位相を変えて、対称に搖動させるこ
とにより、気流に、上述（１）の手段による、鉛直方向
の風速変動よりも大きい風速変動のある乱れを発生させ
ることができる。これにより、風路内の気流を、より自
然風を近似する流れに、することができる。In addition to the above (1), the boundary layer turbulent flow generator according to the present invention is (2) above by the means of (2) above.
By changing the phase of the upper swing plate, which is the upper part of the swing plate divided into the lower part, and the lower swing plate, which is the lower part, and swinging them symmetrically, the wind velocity in the vertical direction due to the above-mentioned means (1) It is possible to generate a turbulence with a wind speed fluctuation larger than the fluctuation. As a result, the air flow in the air passage can be changed to a flow that more closely approximates the natural wind.
【００１４】また、本発明の境界層乱流発生装置は、上
記（１）又は上記（１）、（２）に加え、上述（３）の
手段により、（３）風路幅方向に並設されたスパイヤの
搖動板、若しくは上部搖動板および下部搖動板は、各ス
パイヤごとに、任意に制御されて独立搖動させることが
できるので、風路幅方向に、任意の乱れが形成された気
流を発生できる。また、搖動板を上、下に分割して形成
された、上部搖動板と下部搖動板を個別に搖動させるこ
とにより、風路幅方向および鉛直方向に、任意の乱れの
ある気流を形成できる。これにより、構築物を建設地点
の自然風に著しく近い気流を形成し、風路内に設置した
構築物を模擬する模型の実験を行い、構築物の設計に必
要な、より正確なデータを取得し、提供できる。The boundary layer turbulent flow generator according to the present invention is (3) arranged in parallel in the air passage width direction by means of (3) above in addition to (1) or (1) and (2) above. The spiking swing plate, or the upper swinging plate and the lower swinging plate of the spyer, can be independently swung independently for each spyer, so that an air flow in which any turbulence is formed in the airway width direction is generated. Can occur. In addition, by individually swinging the upper swing plate and the lower swing plate, which are formed by dividing the swing plate into upper and lower parts, it is possible to form an airflow with arbitrary turbulence in the air passage width direction and the vertical direction. As a result, an air flow that makes the structure remarkably close to the natural wind at the construction site is formed, and a model experiment that simulates the structure installed in the air passage is conducted, and more accurate data necessary for designing the structure is acquired and provided. it can.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の境界層乱流発生装置の実施例
を、図面にもとづき説明する。図１は、本発明の境界層
乱流発生装置の第一実施例を示す全体斜視図、図２は、
図１に示すスパイヤの詳細斜視図である。Embodiments of the boundary layer turbulent flow generator of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view showing a first embodiment of a boundary layer turbulent flow generator of the present invention, and FIG.
It is a detailed perspective view of the spider shown in FIG.
【００１６】図１において、風洞風路１の入口近くの床
面３から鉛直に、しかも、主流１０の方向と直交する面
内の、風路の幅方向２に立設した、複数個のスパイヤ４
は、３枚の直角三角板の共通の縁辺６を合わせて構成さ
れ、３枚の直角三角板のうち、主流１０と平行に配置さ
れた後流板５は、床面３に固定されている。また、直角
三角板のうちの２枚は、図２に示すように、縁辺６を中
心として搖動する左右の可動三角板としての搖動板７
ａ，７ｂを構成している。In FIG. 1, a plurality of spires are provided vertically from the floor surface 3 near the entrance of the wind tunnel 1 and vertically in the width direction 2 of the air passage in a plane orthogonal to the direction of the mainstream 10. Four
Is constructed by combining common edges 6 of three right-angled triangular plates, and among the three right-angled triangular plates, a wake plate 5 arranged in parallel with the mainstream 10 is fixed to the floor surface 3. Two of the right-angled triangular plates are swing plates 7 as left and right movable triangular plates that swing around the edge 6 as shown in FIG.
a and 7b.
【００１７】次に、図３は、本発明の第二実施例を示す
全体斜視図、図４は、図３に示すスパイヤの詳細図であ
る。本実施例においては、風洞風路１の入口近くに、複
数個のスパイヤ４を立設することは、第一実施例と同様
であるが、本実施例のスパイヤ４は、第一実施例におけ
る搖動板７ａ，７ｂの各々を、上下２分割して、分割線
より上方の三角形の上部搖動板９ａ，９ｂと、分割線よ
り下方の台形の下部搖動板８ａ，８ｂにされ、上部搖動
板９ａ，９ｂと下部搖動板８ａ，８ｂは、位相を変えて
搖動、開閉するとともに、上部搖動板９ａと９ｂ、およ
び下部搖動板８ａと８ｂとは、それぞれ風路幅方向２に
対称に搖動し、上下を２分割する分割線の上方と下方
で、風路１をブロックする面積を変えるよう構成されて
いる。Next, FIG. 3 is an overall perspective view showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of the spider shown in FIG. In this embodiment, a plurality of spears 4 are provided upright near the entrance of the wind tunnel 1 as in the first embodiment. However, the spire 4 of this embodiment is similar to that of the first embodiment. Each of the rocking plates 7a and 7b is divided into upper and lower parts into upper and lower rocking plates 9a and 9b which are triangular above the dividing line and lower rocking plates 8a and 8b which are trapezoidal below the dividing line. , 9b and lower swing plates 8a, 8b swing and open / close by changing the phase, and upper swing plates 9a and 9b and lower swing plates 8a and 8b swing symmetrically in the air passage width direction 2, respectively. The area for blocking the air passage 1 is changed above and below the dividing line that divides the upper and lower parts into two.
【００１８】次に、図５は、例えば、第一実施例の搖動
板７ａ，７ｂを駆動する駆動装置を示す斜視図である。
図２における、縁辺６を中心に、互いに逆方向に、すな
わち、風路幅方向２に対称に搖動する搖動板７ａ、およ
び７ｂの縁辺６を、それぞれ固定する搖動軸１８，１９
が縁辺６に沿って立設されている。この搖動軸１８，１
９下端部は、床面３を貫通して床下まで延伸しており、
パルスモータ１２の軸端に取付けたピニオン１１と噛合
する２つの歯車１５ａ，１５ｂが、ピニオン１１の回動
とともに、互いに逆回動し、駆動軸１３ａ，１３ｂを回
動させ、駆動軸１３ａ，１３ｂのそれぞれに装備したウ
オーム歯車１６ａ，１６ｂでもって、搖動軸１８の下端
に装着したホイール１７ａ、および搖動軸１９の下端に
装備したホイール１７ｂを互いに逆回動させ、搖動軸１
８と搖動軸１９を略同一速度で逆回動させ、搖動軸１８
および１９に、それぞれ縁辺６が固着された、搖動板７
ａおよび７ｂを、図２の矢印で示すように、風路幅方向
２に対称に搖動するようにしている。Next, FIG. 5 is a perspective view showing a drive device for driving the swing plates 7a and 7b of the first embodiment, for example.
In FIG. 2, swing shafts 18 and 19 for fixing the swinging plates 7a and 7b swinging symmetrically in the opposite directions with respect to the edge 6 in the air passage width direction 2, respectively, are fixed.
Are erected along the edge 6. This swing shaft 18,1
The lower end of 9 extends through the floor surface 3 and extends below the floor,
The two gears 15a and 15b meshing with the pinion 11 attached to the shaft end of the pulse motor 12 rotate in reverse to each other along with the rotation of the pinion 11, and rotate the drive shafts 13a and 13b to drive the drive shafts 13a and 13b. With the worm gears 16a and 16b provided on each of the swing shafts 1 and 16b, the wheel 17a attached to the lower end of the swing shaft 18 and the wheel 17b attached to the lower end of the swing shaft 19 are rotated in opposite directions to each other.
8 and the swing shaft 19 are rotated in reverse at substantially the same speed, and the swing shaft 18
Swing plate 7 having edges 6 fixed to and 19 respectively.
As indicated by the arrow in FIG. 2, a and 7b are made to swing symmetrically in the air passage width direction 2.
【００１９】また、前記パルスモータ１２は、風路１内
に設置する模型に模擬される構造物の建設地点におけ
る、自然風の所定期のデータを入力した外部データ記憶
装置５０と、電算機６０と、風路１内の気流１０を検知
するセンサからのデータを解析、および分析して、前記
パルスモータ１２に信号を送る制御器７０が装備されて
おり、これによって、スパイヤ４の搖動板７ａ，７ｂの
搖動角度や周期が決められ、より自然風に近い気流が作
られる。また、第二実施例の駆動装置も、これと類似の
既知の機構を利用するか、又は後述する各スパイヤごと
にパルスモータを装備して自在に回動させるようにすれ
ばよい。Further, the pulse motor 12 is an external data storage device 50 in which data of a predetermined period of natural wind is input at a construction point of a structure simulated in a model installed in the wind passage 1, and a computer 60. And a controller 70 that analyzes and analyzes data from a sensor that detects the air flow 10 in the air passage 1 and sends a signal to the pulse motor 12, whereby the swing plate 7a of the spider 4 is provided. The swing angle and cycle of 7b are determined to create an airflow that is closer to the natural wind. Also, the drive unit of the second embodiment may use a known mechanism similar to this, or may be equipped with a pulse motor for each spear to be described later so as to be freely rotated.
【００２０】すなわち、図５に示す駆動装置により、図
３、図４に示す上部搖動板９ａ，９ｂ、および下部搖動
板８ａ，８ｂを搖動させる場合は、図６（ａ）に示すよ
うに、上部搖動板９ａおよび下部搖動板８ｂの各縁辺６
に、搖動軸１９を抱くようにボス２０を取付け、同図に
おいて、下部搖動板８ｂの最下段のボス２０の下面と、
中空の搖動軸１８の上面が接する面Ａを、溶接固定し、
次に同じく下部搖動板８ｂの最上段のボス２０の上面
と、上部搖動板９ａの最下段のボス２０の下面が接する
面Ｂを溶接しておけば、下部搖動板８ｂと上部搖動板９
ａは、搖動軸１８の回動により搖動する。また、下部搖
動板８ａと上部搖動板９ｂは、図示省略した止めねじに
よって、それぞれの縁辺６に設けたボス２１と搖動軸９
を固定することによって、搖動軸１９の回動により搖動
させることができる。That is, when the upper swing plates 9a and 9b and the lower swing plates 8a and 8b shown in FIGS. 3 and 4 are swung by the drive unit shown in FIG. 5, as shown in FIG. Edges 6 of the upper swing plate 9a and the lower swing plate 8b
The boss 20 is attached so as to hold the swing shaft 19, and in the figure, the lower surface of the lowermost boss 20 of the lower swing plate 8b,
The surface A, which is in contact with the upper surface of the hollow rocking shaft 18, is fixed by welding.
Next, if the upper surface of the uppermost boss 20 of the lower swinging plate 8b and the lower surface of the lowermost boss 20 of the upper swinging plate 9a are in contact with each other by welding, the lower swinging plate 8b and the upper swinging plate 9 are welded together.
The a swings due to the rotation of the swing shaft 18. The lower rocking plate 8a and the upper rocking plate 9b are provided with bosses 21 and rocking shafts 9 provided on their respective edges 6 by a set screw (not shown).
By fixing, the swing shaft 19 can be swung by the rotation of the swing shaft 19.
【００２１】このようにして、上、下部の各搖動板８
ａ，８ｂ，９ａ，９ｂを風軸１０に対して直角にセット
すれば、各下部搖動板８ａ，８ｂおよび上部搖動板９
ａ，９ｂは平面図である図６（ｂ）に示すように、図５
に示す駆動装置により、搖動し、上部搖動板９ａと９ｂ
と下部搖動板８ａ，８ｂは、互いに異なる位相で、風路
幅方向に対象に搖動させることができる。In this way, the upper and lower swing plates 8
If a, 8b, 9a and 9b are set at right angles to the wind shaft 10, the lower swing plates 8a and 8b and the upper swing plate 9 will be set.
As shown in FIG. 6 (b), which is a plan view, a and 9b have
The upper swing plates 9a and 9b are swung by the driving device shown in FIG.
The lower swing plates 8a and 8b can swing the object in the air passage width direction at different phases.
【００２２】また、各スパイヤ毎に駆動装置を装備し
て、前記した第一実施例、および第二実施例を駆動する
ようにすることもできるが、図７は、このような駆動装
置を、上記した第二実施例に設けた例である。図におい
て、この搖動モータ１２とスパイヤ４の間には、図５で
示したような上部搖動板９ａ，９ｂ、および下部搖動板
８ａ，８ｂを、それぞれ各スパイヤごとに搖動させる、
伝達装置を装備しているが、ここでは図示省略した。It is also possible to equip each of the spiders with a driving device so as to drive the above-mentioned first and second embodiments, but FIG. 7 shows such a driving device. This is an example provided in the second embodiment described above. In the figure, between the swing motor 12 and the spire 4, the upper swing plates 9a and 9b and the lower swing plates 8a and 8b as shown in FIG. 5 are respectively swung for each spire.
Although it is equipped with a transmission device, it is not shown here.
【００２３】なお、図５および図６におけるパルスモー
タ１２に信号を送る外部データ記憶装置５０等の制御機
器については、図１１において示した従来例に使用され
ているものと同様のものを使用している。As the control device such as the external data storage device 50 for sending a signal to the pulse motor 12 in FIGS. 5 and 6, the same control device as that used in the conventional example shown in FIG. 11 is used. ing.
【００２４】本実施例は、上述のように構成されている
ので、例えば図２に示したスパイヤの２枚の搖動板７
ａ，７ｂを、風上に向って開いたり閉じたりすることに
より、例えば図８（ａ）に示すように、風路幅方向２の
両端のスパイヤ４を閉じ、中央のスパイヤを開くと、風
は矢示したように両側から内側へ流れ込む流れが形成で
きる。また、図８（ｂ）に示すように、両側を開き中央
を閉じると、風は矢示するように、流れは中央から外側
へ拡がる。この場合図８（ａ）と図８（ｂ）の流れは、
風路下流へ向かって進んで行くため、図８（ｃ）で示す
ように、スパイヤ４を再び図８（ａ）で示す同じ状態に
すると、流れは、再び図８（ａ）と同じ状態の流れとな
り、風路１内の流れは或る周期で流れのパターン（ａ）
と（ｂ）が交互に繰返すことになる。Since this embodiment is constructed as described above, for example, the two rocking plates 7 of the spire shown in FIG. 2 are used.
By opening and closing a and 7b toward the windward side, for example, as shown in FIG. 8 (a), when the spires 4 at both ends in the airway width direction 2 are closed and the central spire is opened, Can form a flow that flows in from both sides as shown by the arrow. Further, as shown in FIG. 8B, when both sides are opened and the center is closed, the wind spreads outward from the center as shown by the arrow. In this case, the flow of FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b) is
Since the air flow is proceeding toward the downstream side of the air passage, as shown in FIG. 8C, when the spire 4 is brought into the same state as shown in FIG. 8A again, the flow is again in the same state as in FIG. 8A. Becomes a flow, and the flow in the wind passage 1 is a flow pattern (a) at a certain cycle.
And (b) are repeated alternately.
【００２５】このように、２枚の搖動板７ａ，７ｂを、
共通の軸に集合させた縁辺を中心に、主流１０と対向す
る風幅方向２に、対称的に搖動するように構成した複数
個のスパイヤ４を、それぞれ位相を変えて動かすことに
より、スパイヤ４による風路断面積の閉鎖効果を中央部
と側壁近傍とで変えることができる。これにより流れは
風路内で蛇行し、水平横方向の風速変動は低周波で大ス
ケールのものとすることができる。In this way, the two rocking plates 7a and 7b are
A plurality of spires 4 configured to oscillate symmetrically in the wind width direction 2 facing the mainstream 10 around the edges gathered on a common axis are moved by changing their phases. The effect of closing the cross-sectional area of the air passage due to can be changed between the central part and the vicinity of the side wall. As a result, the flow meanders in the air passage, and horizontal horizontal wind velocity fluctuations can be of low frequency and large scale.
【００２６】また、同様なスパイヤ４を用い、各スパイ
ヤ４に個々に搖動する搖動モータを具えて、図９に示す
ように、順次位相を変えて２枚の搖動板７ａ，７ｂを搖
動させると、風路１内には２個の渦が交互に発生し、渦
の中心が風路幅方向に移動する。このため風軸（主流）
と直角方向の風速変動は、風路幅方向の各点で一様とな
り、スケールの大きな乱れを得ることができるようにし
たものである。すなわち、図９は、図２のスパイヤ４の
開閉状態と、得られる流れのパターンを、図９（ａ）か
ら図９（ｆ）で例示したものであり、これらから、風路
内の流速分布や渦の方向が自在に選べることを示してい
る。If the same spire 4 is used and each spider 4 is provided with a swinging motor that individually swings, as shown in FIG. 9, the two swinging plates 7a and 7b are swung by sequentially changing the phases. Two vortices are alternately generated in the air passage 1, and the center of the vortex moves in the air passage width direction. For this reason the wind axis (mainstream)
The wind velocity fluctuation in the direction perpendicular to is uniform at each point in the width direction of the air passage, and a large scale turbulence can be obtained. That is, FIG. 9 illustrates the open / closed state of the spire 4 in FIG. 2 and the obtained flow pattern in FIGS. 9A to 9F. From these, the flow velocity distribution in the air passage is shown. It shows that the direction of the orbit can be freely selected.
【００２７】さらに、主流１０と対向する方向に、対称
的に搖動する２枚の搖動板を上下２分割し、この上下の
上部搖動板９ａ，９ｂと下部搖動板８ａ，８ｂに位相差
を与えて搖動運動を行なわせると、主流１０に対する投
影面積が変化し、かつ、上下で面積の増減が反転するた
め、図１０に示したように、風路内に鉛直方向の蛇行流
れを生じさせることができる。図１０に示す上下に分割
したスパイヤ４の流れは、先の図８と同様に（ａ）〜
（ｃ）の連続的な流れの変化を示しており、風路１内の
流れが或る周期で、上向き流れと下向き流れに変化して
発生させることができることを示している。Further, two swing plates symmetrically swinging in a direction opposite to the main stream 10 are divided into upper and lower swing plates 9a and 9b and lower swing plates 8a and 8b are provided with a phase difference. When the rocking motion is performed, the projected area with respect to the mainstream 10 changes, and the increase and decrease of the area is reversed, so that a vertical meandering flow is generated in the air passage as shown in FIG. You can The flow of the spider 4 divided into upper and lower parts shown in FIG. 10 is similar to that of FIG.
It shows the continuous flow change of (c), and shows that the flow in the air passage 1 can be generated by changing to an upward flow and a downward flow at a certain cycle.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の境界層乱流
発生装置によれば、特許請求の範囲に示す構成により次
の効果が得られる。As described above, according to the boundary layer turbulent flow generating apparatus of the present invention, the following effects can be obtained with the configuration shown in the claims.
【００２９】従来の境界層乱流発生装置と比較して格段
に変化に富んだ乱れのある気流を作ることができ、従っ
て、自然風の再現に著しく近付けた気流を発生させるこ
とができる。これは、風洞試験で得られる空力性能デー
タより、構築物の精密な評価が可能になり、橋梁や煙突
等、構築物の耐風性能設計を、より確実なものとするこ
とができる。Compared with the conventional boundary layer turbulent flow generator, a turbulent air flow with a great variety of changes can be created, and therefore an air flow that is extremely close to the reproduction of natural wind can be generated. This enables precise evaluation of the structure based on the aerodynamic performance data obtained in the wind tunnel test, and makes the wind resistance design of the structure such as a bridge and a chimney more reliable.
【図１】本発明の境界層乱流発生装置の第一実施例を示
す全体斜視図、FIG. 1 is an overall perspective view showing a first embodiment of a boundary layer turbulent flow generator of the present invention,
【図２】図１に示すスパイヤの詳細斜視図、FIG. 2 is a detailed perspective view of the spire shown in FIG.
【図３】本発明の第二実施例を示す全体斜視図、FIG. 3 is an overall perspective view showing a second embodiment of the present invention,
【図４】図３に示すスパイヤの詳細斜視図、4 is a detailed perspective view of the spider shown in FIG. 3,
【図５】本発明の境界層乱流発生装置を駆動する駆動装
置を示す斜視図と計測ブロック図、FIG. 5 is a perspective view and a measurement block diagram showing a drive device for driving the boundary layer turbulent flow generator of the present invention;
【図６】図３に示す実施例の駆動機構を示す図で、図６
（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は平面図、6 is a diagram showing a drive mechanism of the embodiment shown in FIG.
6A is a perspective view, FIG. 6B is a plan view,
【図７】本発明の第三実施例を全体斜視図と計測ブロッ
ク図、FIG. 7 is an overall perspective view and measurement block diagram of a third embodiment of the present invention,
【図８】図２に示す実施例の作動状況と、その作動によ
り生じる気流の乱れを示す平面図、FIG. 8 is a plan view showing the operating condition of the embodiment shown in FIG. 2 and the turbulence of the air flow caused by the operation;
【図９】図２に示す実施例により得られる気流のパター
ンを示す平面図、FIG. 9 is a plan view showing a pattern of airflow obtained by the embodiment shown in FIG.
【図１０】図４に示す実施例の作動状況を生じる気流の
乱れを示す斜視図、10 is a perspective view showing the turbulence of the air flow that causes the operating condition of the embodiment shown in FIG.
【図１１】従来の境界層乱流発生装置の一例を示す斜視
図と計測ブロック図である。FIG. 11 is a perspective view and a measurement block diagram showing an example of a conventional boundary layer turbulent flow generator.
１ 風路 ２ 風路幅方向 ３ 床面 ４ スパイヤ ５ 後流板 ６ 縁辺 ７ａ，７ｂ 搖動板 ８ａ，８ｂ 下部搖動板 ９ａ，９ｂ 上部搖動板 １０ 気流 １１ ピニオン １２ パルスモータ １３ａ，１３ｂ 駆動軸 １５ａ，１５ｂ 歯車 １６ａ，１６ｂ ウオーム歯車 １７ａ，１７ｂ ホイール １８ 搖動軸 １９ 搖動軸 ２０ ボス ２１ ボス ５０ 外部データ記憶装置 ６０ 電算機 ７０ 制御器 1 air passage 2 air passage width direction 3 floor surface 4 spyer 5 wake plate 6 edge 7a, 7b swing plate 8a, 8b lower swing plate 9a, 9b upper swing plate 10 air flow 11 pinion 12 pulse motor 13a, 13b drive shaft 15a 15b Gears 16a, 16b Worm gears 17a, 17b Wheels 18 Swing shaft 19 Swing shaft 20 Boss 21 Boss 50 External data storage device 60 Computer 70 Controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永山 猛彦 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 佐藤 勝彦 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takehiko Nagayama 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki City Nagasaki Research Institute, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Katsuhiko Sato 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi Mitsubishi Heavy Industry Co., Ltd. Nagasaki Research Institute
Claims (3)
空力特性を評価するため、前記風路の底面の風路幅方向
に間隔を設けて、複数個の三角形状のスパイヤを立設
し、前記構築物が設置される場所の自然風を模擬する気
流を発生させるための乱流境界層発生装置において、前
記スパイヤの各々が、共通の一辺を具える２枚若しくは
３枚の三角板で構成され、前記三角板の２枚を前記１辺
に沿って立設された軸まわりに対称に搖動する搖動板に
したことを特徴とする境界層乱流発生装置。1. In order to evaluate the aerodynamic characteristics of a model simulating a structure installed in an air passage, a plurality of triangular spires are erected at intervals on the bottom surface of the air passage in the air passage width direction. In a turbulent boundary layer generator for generating an air flow simulating a natural wind at a place where the structure is installed, each of the spires is composed of two or three triangular plates each having a common side. A boundary layer turbulent flow generator characterized in that two of the triangular plates are swing plates that swing symmetrically around an axis provided upright along the one side.
前記軸まわりを対称に搖動する上部搖動板、および下部
搖動板にしたことを特徴とする請求項１の境界層乱流発
生装置。2. The boundary layer turbulence generator according to claim 1, wherein the rocking plate is divided into upper and lower parts, each of which is an upper rocking plate and a lower rocking plate which rock symmetrically around the axis. .
び下部搖動板を独立に搖動させる搖動モータを、前記ス
パイヤの各々に設けたことを特徴とする請求項１又は請
求項２の境界層乱流発生装置。3. The boundary layer turbulent flow according to claim 1 or 2, wherein a swing motor for independently swinging the swing plate or the upper swing plate and the lower swing plate is provided in each of the spears. Generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06060395A JP3229157B2 (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Boundary layer turbulence generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06060395A JP3229157B2 (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Boundary layer turbulence generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261868A true JPH08261868A (en) | 1996-10-11 |
| JP3229157B2 JP3229157B2 (en) | 2001-11-12 |
Family
ID=13146998
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06060395A Expired - Fee Related JP3229157B2 (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Boundary layer turbulence generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229157B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104865042A (en) * | 2015-04-27 | 2015-08-26 | 中国中建设计集团有限公司 | Building wind tunnel adjustable wind speed profile passive simulation wedge device |
| CN105890865A (en) * | 2016-06-12 | 2016-08-24 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | Adjustable wedge roughness element combined system capable of acquiring incoming wind for experiment |
| RU2650429C1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-04-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Device for forming the air flow velocity gradient |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP06060395A patent/JP3229157B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104865042A (en) * | 2015-04-27 | 2015-08-26 | 中国中建设计集团有限公司 | Building wind tunnel adjustable wind speed profile passive simulation wedge device |
| CN105890865A (en) * | 2016-06-12 | 2016-08-24 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | Adjustable wedge roughness element combined system capable of acquiring incoming wind for experiment |
| RU2650429C1 (en) * | 2017-01-23 | 2018-04-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Device for forming the air flow velocity gradient |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3229157B2 (en) | 2001-11-12 |
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