報告書番号

T99080

タイトル（和文）

直交流中の円管群に作用する流体励振力の特性 -渦励振の発生条件と乱流励振力の相関式の提案-

タイトル（英文）

Fluid dynamic forces acting on a circular tube bundle in cross flow -Proposals of generation condition of vortex-induced vibration and correlation equation of turbulence-induced exciting force-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

直交流にさらされた円管群では、流れの乱れや円管後流から周期的に放出される渦による励振力が大きいため、流動励起振動に対する長期的健全性を確認することが必要である。本報告書では、円管の局所に作用する流体励振力と管軸方向の相関特性を測定した。円管群の最前列よりも後流側の円管に作用する励振力の方がかなり大きかった。3列め以降では、励振力はほぼ飽和した。流れに直角方向の方が流れ方向よりも励振力がかなり大きかった。渦放出は、無次元振動数が0.4以下のときに影響があることがわかった。渦放出の影響を受けない条件で、局所に作用する流体励振力のパワースペクトルと、励振力の軸方向の相関長さで構成される、振動の振幅の予測に使用可能な無次元相関式を提案した。本相関式を使用し、流速分布と振動モードを入力すれば振動振幅と最大応力を予測可能な解析プログラムを作成した。

概要 （英文）

In the circular tube bundle immersed in the crossflow, the exciting force induced by the turbulence and periodically discharged vortices becomes large, and it is necessary to confirm a long-term integrity to the flow induced vibration. In this report, the local fluid exciting force and the correlation length in the direction of tube axis were measured. The exciting force acting on the first row was smaller than that inside the tube bundle, and the exciting force was almost saturated at the third row. The exciting force of the lift direction was considerably larger than that of the drag direction. As for Vortex induced vibration, there could be an influence when a dimensionless frequency was 0.4 or less. When Vortex induced vibration did not affect the vibration, a correlation composed of a correlation length and power spectrum density of the local fluid exciting force were proposed, with which we could estimate the amplitude of the vibration. A computer program to estimate the vibration amplitude and maximum stress was made using the flow velocity distribution and the mode of vibration.

報告者

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