橋梁、構造物の空力振動

2022.09.05 By 横浜国立大学 大学院都市イノベーション研究院 都市イノベーション部門 勝地 弘

土木・建築

研究概要

目に見えない風の作用を風洞実験、数値解析によって予測し、有害な振動や損傷を生じない橋梁、構造を研究しています。斜張橋や吊橋、大きな橋になると、風によってさまざまな振動が生じることがあります。これは、風の流れが構造物に作用して、流れの剥離を生じさせ、渦などの複雑な流れ場が非定常な力を加える結果です。このような構造物周りの流れ場、流体力の形成メカニズム、振動制御方法などについて、風洞実験、数値流体解析を使って研究を行っています。

アドバンテージ

当研究室では、これまで国内外の構造物の空力振動に関して、長く研究を実施してきた豊富な経験と実績を有しています。また、研究を実施するための風洞をはじめとする実験施設、コンピュータシミュレーションを行うための専用の解析ツールを有しており、国内外でも屈指の能力を有しています。また、最近では、温度、日照、降雨などの自然環境因子の影響を考慮できる新しい「構造物劣化促進環境シミュレータ」を導入し、世界に例を見ない実験が行える装置を導入しました。

事例紹介

「構造物劣化促進環境シミュレータ」には、降雨を再現した風洞実験が実施できます。斜張橋ケーブルでは風雨のもとで、ケーブルが激しく振動するレインバイブレーションという現象が生じますが、この装置を使って、レインバイブレーションの発生メカニズム、振動制御方法について、研究を実施しています。

相談に応じられるテーマ

橋梁、構造物の空力振動

強風の解析、予測

風洞実験

主な所属学会

土木学会

アメリカ土木学会

国際構造工学会(IABSE)

主な論文

Katsuchi, H., Jones, P. N. and Scanlan, H. R. : Multi-Mode Coupled Flutter and Buffeting Analysis of the Akashi-Kaikyo Bridge, J. of Struct. Engrg., ASCE, Vol.125, No.1, pp60-70, 1999.

金惠英,藤野陽三,勝地弘,SIRINGORINGO Dionysius Manly, 山田均,大越秀治,橋梁上の車両に関する強風時の数値流体シミュレーションと安定解析,土木学会論文集A1Vol.77, No.1pp.107-120, 2021.2

Khawaja Ali, Hiroshi Katsuchi and Hitoshi Yamada, Development of nonlinear framework for simulation of Typhoon-induced buffeting response of Long-span bridges using Volterra series, Engineering Structures, 244, 2021.10

主な特許

特許第5388318号「橋梁補強構造及び橋梁補強方法」

特許第5357557号「並列橋」

主な著書

「橋梁の耐風設計  ―基準の最近の進歩(分担)構造工学シリーズ12土木学会2003.3.

「タコマ橋の航跡」(分担)三恵社,2005.7.

「風工学ハンドブック」(分担)朝倉書店2007.4.

 

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特許情報

特許第5388318号「橋梁補強構造及び橋梁補強方法」

JPB 005388318-000000

特許第5357557号「並列橋」

JPB 005357557-000000