報告書番号

U97083

タイトル（和文）

低風圧電線周りの流れの可視化と風荷重低減化メカニズムの理論化

タイトル（英文）

FLOW VISUALIZTION AROUND A LOW-DRAG ELECTRICWIRE AND THEORETICAL MODEL DEVELOPMENT FOR DRAG REDUCTION MECHANISM

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

水流を用いた相似実験により，低風圧型電線６種を対象とする電線周りの流れの詳細可視化を行い，表面に半円状または円弧状の複数の窪みを有する電線の風荷重低減の原因が窪み部で発生するキャビティートーン現象であることを，また，表面に連続的なおうとつを有する電線の風荷重低減の原因は電線表面のおうとつ形状（表面粗度）に起因する境界層の乱流遷移の促進であることを確認した。さらに，表面に半円状の複数の窪みを有する電線に対して窪みの数の抗力係数への影響を調べたところ，窪みの数が最も多い電線の場合が，抗力係数の低下が現れる臨界Ｒｅ数が最も小さいことを明らかにした。本研究で構築した理論モデルを用いて，表面に半円状または円弧状の複数の窪みを有する電線では特定Ｒｅ数以上でキャビティートーン強度が急激に増加すること，および風速と電線直径を条件として窪み部の幅を概略設計できることを示した。

概要 （英文）

FLOW AOUND ELECTRIC WIRES WAS VISUALIZED BY A WATER SIMILITUDE EXPERIMENT FOR SIX LOW-DRAG ELECTRIC WIRES. THE RESULTS INDICATE THAT DRAG IS REDUCED BY A CAVITY-TONE PHENOMENON FOR LOW-DRAG WIRES WITH SEMI-CIRCULAR OR DISH-TYPE GROOVES ON THEIR SURFACE,WHILE PROMOTION OF TURBULENT TRANSITION DUE TO SURFACE ROUGHNESS IS THE PRIMARY CAUSE IN ANOTHER TYPE OF LOW-DRAG WIRE WITH CONTINUOUS SURFACE UNDULATIONS. THE EFFECT OF THE NUMBER OF CAVITIES ON THE DRAG COEFFICIENT OF WIRES WITH SEMI-CIRCULAR GROOVES WAS EXAMINED BY WATER EXPERIMENTS. THE CRITICAL REYNOLDS NUMBER OF A WIRE WITH MOST CAVITIES WAS THE SMALLEST OF ALL TESTED WIRES. A THEORETICAL MODEL DEVELOPED IN THE STUDY SHOWED THAT CAVITY-TONE INTENSITY DRASTICALLY INCREASES BEYOND A SPECIFIC REYNOLDS NUMBER,AND THAT THE MODEL IS APPLICABLE TO DESIGNING THE CAVITY WIDTH SIZE FOR A GIVEN WIND VELOCITY AND DIAMETER.

報告者

キーワード