二維矩斷面柱受強制振動之氣動力現象研究

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Title:	二維矩斷面柱受強制振動之氣動力現象研究
Other Titles:	Experimental Studies of Aerodynamics on Oscillating 2-D Rectangular-Section Cylinders
Authors:	盧博堅
Contributors:	淡江大學水資源及環境工程學系
Keywords:	流體結構體交互作用;氣動力現象;強制振動;Fluid-structure interaction;Aerrodynamics;Forced vibration
Date:	1996
Issue Date:	2009-03-16 17:00:31 (UTC+8)
Abstract:	由渦散所引發的鈍狀體振動是流體和結構體交互作用的一種現象.多數先前研究大都著重在圓柱體由渦散作用的反應及尾跡結構的探討.流體流經矩柱體而導致的橫向振動則是由於渦散以及躍振(galloping) 兩種不同不穩定形態共同作用所產生.而此種現象又和逼近流流況如紊流強度、紊流尺度、均勻流、剪力流或振動流有關.本計劃之主要目的將探討此種基本氣動力現象,期望有助於高層建築受風力振動問題的了解,而使用在設計的考量上.本計劃將分三年來進行:第一年: 方柱體為主,將柱體在受控制下振動,在給定的振動頻率及振幅下來探討柱體所受風力的機制及近場流場的結構. 在不同紊流強度及尺度下,之均勻流及不同剪力流流況下,量測其徑向,弦向單點平均壓力及擾動壓力,壓力頻譜,及兩點壓力相關性,以及單層之昇力及曳力,以及振動位移與受力間的相位關係.速度場則將利用兩根熱探針置於近流場尾流中,以條件取樣的方法擷取近場尾流渦漩之強度及形成區距離,以及振動位移和流場流速的相關性. 第二年: 上述之渦散行為和振動矩體的斷面深度有關,彼此間的關係有待建立.由於振動體後的形狀影響到從分離點後之分離剪力層的彎曲度及再接觸的現象所引起之撞擊剪力層不穩定.而此現象又反應於柱體的振動.此實驗將重複第一年的方法加入不同矩柱體深寬斷面比之參數. 第三年: 兩相鄰之柱體,如順風向前後排列則前方柱體產生之尾跡會撞擊下游的柱體.如果上游的柱體由渦散所形成的振動會改變其下游尾跡的結構,此尾跡則為下游柱體的逼近流,下游柱體的振動及其後渦散結構將形成一個複雜的交互作用現象. 首先將探討振動柱體處於前方固定柱體的尾流中,而後再探討兩者皆振動時之情況.
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