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STRUCTURE AMPLITUDE EVALUATION METHOD

Patent code P200016842
File No. 6155
Posted date May 11, 2020
Application number P2018-085200
Publication number P2019-192003A
Date of filing Apr 26, 2018
Date of publication of application Oct 31, 2019
Inventor
  • (In Japanese)伊藤 靖晃
  • (In Japanese)野口 恭平
  • (In Japanese)八木 知己
Applicant
  • (In Japanese)清水建設株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title STRUCTURE AMPLITUDE EVALUATION METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure amplitude evaluation method which precisely evaluates an amplitude of a structure acted with load.
SOLUTION: The structure amplitude evaluation method includes: a step ST1 of setting a model of a structure; a step ST2 of setting analysis region and analysis matrix for the model of the structure; a step ST3 of setting excitation amplitude, excitation frequency and wind speed; a step ST4 of performing numerical fluid analysis on the model of the structure for each analysis matrix, using the excitation amplitude, the excitation frequency and the wind speed; a step ST5 of calculating unsteady aerodynamic force coefficient acting on the model of the structure; a step ST8 of calculating relationship of unsteady aerodynamic force coefficient with respect to dimensionless wind speed and excitation amplitude; and a step ST10 of evaluating excited amplitude using the unsteady aerodynamic force coefficient.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、構造物に荷重が作用した際の影響を評価する方法として、部分模型を用いた振動実験を行っていた。例えば、吊り橋に対する風の影響を評価する方法として、部分模型を用いた風洞実験を行う方向が開示されている(特許文献1参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、荷重が作用した構造物の振幅を評価する構造物の振幅評価方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
構造物のモデルを設定するステップと、
前記構造物のモデルに対する解析領域及び解析格子を設定するステップと、
前記構造物のモデルに対する加振振幅、加振周波数及び風速を設定するステップと、
前記解析格子毎に前記加振振幅、加振周波数及び風速から前記構造物のモデルに対する数値流体解析を実施するステップと、
前記数値流体解析の解析結果から前記構造物のモデルに作用する非定常空気力係数を算出するステップと、
無次元化した風速及び加振振幅に対する非定常空気力係数の関係を算出するステップと、
前記非定常空気力係数から励起される振幅を評価するステップと、
を有する
ことを特徴とする構造物の振幅評価方法。

【請求項2】
 
前記無次元化した風速及び加振振幅に対する非定常空気力係数の関係を算出するステップの後に、非定常空気力係数の空力減衰項から構造減衰の効果を除去するステップを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の構造物の振幅評価方法。

【請求項3】
 
前記構造物のモデルに対する数値流体解析を実施するステップでは、以下の式(1)に示す一般座標系の非圧縮性Navier-Stokes方程式、及び式(2)に示す連続式を支配方程式として解析する
ことを特徴とする請求項2に記載の構造物の振幅評価方法。
【数19】
 
(省略)
ここで、ui:流速のi(i=1~3)成分、Uk:反変流速のk(k=1~3)成分、xi:デカルト座標のi(i=1~3)成分、ξk:一般座標のk(k=1~3)成分、P=p/ρ、ただし、p:圧力、ρ:空気密度、Re:レイノルズ数(=UD/ν、U:代表風速、D:代表長(桁高)、ν:動粘性係数)、t:時間である。
また、Jは座標変換のヤコビアンで、以下の式(3)で表される。
【数20】
 
(省略)

【請求項4】
 
前記構造物のモデルに作用する非定常空気力係数を算出するステップでは、
以下の式(8)で表す減衰項の係数である非定常空気力係数H1*について求める
ことを特徴とする請求項3に記載の構造物の振幅評価方法。
【数21】
 
(省略)
ここで、K=Bω/U、B:幅員、ω:角振動数、L:奥行き方向長さ、η0:鉛直たわみ振幅、H1*,H4*:非定常空気力係数、t:時間である。

【請求項5】
 
前記非定常空気力係数の空力減衰項から構造減衰の効果を除去するステップでは、
以下の式(9)を用いる
ことを特徴とする請求項4に記載の構造物の振幅評価方法。
【数22】
 
(省略)
ここで、δ:対数減衰率、m:質量である。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018085200thum.jpg
State of application right Published
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