JP2001004484A - 風洞実験設備における横方向風速変動制御方法 - Google Patents
風洞実験設備における横方向風速変動制御方法Info
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- JP2001004484A JP2001004484A JP17399799A JP17399799A JP2001004484A JP 2001004484 A JP2001004484 A JP 2001004484A JP 17399799 A JP17399799 A JP 17399799A JP 17399799 A JP17399799 A JP 17399799A JP 2001004484 A JP2001004484 A JP 2001004484A
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- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自然風の横方向のパワースペクトルとコヒー
レンスを再現できるようにする。 【解決手段】 幅方向に複数配置した各翼３０を、独自
に備えた駆動装置３９により揺動する独立可動翼とし、
各駆動装置３９の駆動を演算制御装置４１にて制御する
ようにし、自然風の横方向の風速のパワースペクトル
と、横方向のコヒーレンスと、フェーズ関数とを用いて
赤池の多次元自己回帰式の重み係数を演算制御装置４１
により演算し、演算した重み係数を多次元自己回帰式に
代入することにより各駆動装置３９の任意の時刻での各
翼３０の角度を演算し、各翼３０が演算した角度になる
ように制御信号によって各駆動装置３９を制御する。
レンスを再現できるようにする。 【解決手段】 幅方向に複数配置した各翼３０を、独自
に備えた駆動装置３９により揺動する独立可動翼とし、
各駆動装置３９の駆動を演算制御装置４１にて制御する
ようにし、自然風の横方向の風速のパワースペクトル
と、横方向のコヒーレンスと、フェーズ関数とを用いて
赤池の多次元自己回帰式の重み係数を演算制御装置４１
により演算し、演算した重み係数を多次元自己回帰式に
代入することにより各駆動装置３９の任意の時刻での各
翼３０の角度を演算し、各翼３０が演算した角度になる
ように制御信号によって各駆動装置３９を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風洞実験設備にお
ける横方向風速変動制御方法に関するものである。
ける横方向風速変動制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発電所や各種プラントからの排出物や、
橋梁や、超高層建築物などが環境に与える影響を解析す
るため、風洞実験設備などが用いられている。
橋梁や、超高層建築物などが環境に与える影響を解析す
るため、風洞実験設備などが用いられている。
【０００３】このような、風洞実験設備は、図５〜図７
に示すように、モータ１とファン２を備えた風発生部３
で風４を発生し、発生された風４を、拡がり部５や絞り
部６を備えた風均一化部７へ通して均一な流れとし、得
られた均一な流れを風調整部８でクーニハムの乱流発生
装置９を用いて自然の風４に近い流れに調整してから、
測定対象やその周囲の環境などをミニチュア化した模型
１０が配置された測定部１１へ通し、測定部１１で必要
な測定を行った後、風排出部１２から排出させるように
したものである。
に示すように、モータ１とファン２を備えた風発生部３
で風４を発生し、発生された風４を、拡がり部５や絞り
部６を備えた風均一化部７へ通して均一な流れとし、得
られた均一な流れを風調整部８でクーニハムの乱流発生
装置９を用いて自然の風４に近い流れに調整してから、
測定対象やその周囲の環境などをミニチュア化した模型
１０が配置された測定部１１へ通し、測定部１１で必要
な測定を行った後、風排出部１２から排出させるように
したものである。
【０００４】そして風調整部８に設けられたクーニハム
の乱流発生装置９は、図６、図７に示すように、上流側
から順に、キャッスル１３、ボルテックスジェネレータ
１４、ラフネス１５と呼ばれる障害物をセットにして床
面１６に設けたものであり、キャッスル１３は、風調整
部８の幅方向１７へ延びて上面に複数の凹凸部１８が形
成された低い壁状体であり、測定部１１の低空部に縦渦
１９を発生させるためのものである。
の乱流発生装置９は、図６、図７に示すように、上流側
から順に、キャッスル１３、ボルテックスジェネレータ
１４、ラフネス１５と呼ばれる障害物をセットにして床
面１６に設けたものであり、キャッスル１３は、風調整
部８の幅方向１７へ延びて上面に複数の凹凸部１８が形
成された低い壁状体であり、測定部１１の低空部に縦渦
１９を発生させるためのものである。
【０００５】又、ボルテックスジェネレータ１４は、風
調整部８の風送り方向２０へ向けて固定された、小型
（天井に達しない大きさ）の翼２１を風調整部８の幅方
向１７へ多数枚配置して、測定部１１の低空部に横渦２
２を発生させるようにしたものである。
調整部８の風送り方向２０へ向けて固定された、小型
（天井に達しない大きさ）の翼２１を風調整部８の幅方
向１７へ多数枚配置して、測定部１１の低空部に横渦２
２を発生させるようにしたものである。
【０００６】そして、ラフネス１５は、風調整部８の幅
方向１７へ延びる角材２３を、風調整部８に風送り方向
２０へ多段に配置して、測定部１１の低空部に、より細
かな渦２４を多数発生させるようにしたものである。
方向１７へ延びる角材２３を、風調整部８に風送り方向
２０へ多段に配置して、測定部１１の低空部に、より細
かな渦２４を多数発生させるようにしたものである。
【０００７】そして、上記クーニハムの乱流発生装置９
によって、上空部は風速が大きくなって、低空部は風速
が小さくなるという、自然の分布に近い風４を、測定部
１１で得られるようにしている。
によって、上空部は風速が大きくなって、低空部は風速
が小さくなるという、自然の分布に近い風４を、測定部
１１で得られるようにしている。
【０００８】尚、図中、２５は測定部１１に設けられた
模型１０のうちの煙突、２６は煙突２５から出た煙、２
７は建物、２８は山である。又、２９は煙２６の濃度を
検出するための濃度検出器であり、図示しない天井クレ
ーンなどによって、測定部１１の風送り方向２０や幅方
向１７へ変位させ得るようになっている。
模型１０のうちの煙突、２６は煙突２５から出た煙、２
７は建物、２８は山である。又、２９は煙２６の濃度を
検出するための濃度検出器であり、図示しない天井クレ
ーンなどによって、測定部１１の風送り方向２０や幅方
向１７へ変位させ得るようになっている。
【０００９】ところで、上記したような風洞実験設備に
おける煙２６の幅方向１７への拡がり方を、煙突２５か
ら離れた位置に配置した濃度検出器２９を用いて調べて
見ると、測定部１１内では、図８に示すように、煙２６
はほとんど幅方向１７へは拡がらないことがわかる。ま
た、幅方向に離れた２点の煙源１、煙源２からの煙２６
は、低周波の乱流成分を発生することができないために
蛇行することなく殆ど平行に下流に流れる。
おける煙２６の幅方向１７への拡がり方を、煙突２５か
ら離れた位置に配置した濃度検出器２９を用いて調べて
見ると、測定部１１内では、図８に示すように、煙２６
はほとんど幅方向１７へは拡がらないことがわかる。ま
た、幅方向に離れた２点の煙源１、煙源２からの煙２６
は、低周波の乱流成分を発生することができないために
蛇行することなく殆ど平行に下流に流れる。
【００１０】しかるに、自然環境では、図９に示すよう
に、離れた煙源１と煙源２から放出された煙２６は、幅
方向１７へ拡がって行くと共に、２点間の距離に応じて
煙２６の拡がりの形状が変化している。
に、離れた煙源１と煙源２から放出された煙２６は、幅
方向１７へ拡がって行くと共に、２点間の距離に応じて
煙２６の拡がりの形状が変化している。
【００１１】例えば自然の環境を１／１０００に縮小し
た風洞実験設備で自然風を再現しようとした場合には、
風洞実験設備で１メートル横方向にズレた位置は、実際
には１キロメートル離れた距離にあり、このように自然
の環境で１キロメートル離れた位置では、風洞実験設備
での観測結果とは異なる観測結果となるのが一般的であ
る。このように、２点の煙源１と煙源２の下流の任意地
点で観測される濃度変動は、コヒーレンス（相関性）の
違いによって夫々異なると考えられる。
た風洞実験設備で自然風を再現しようとした場合には、
風洞実験設備で１メートル横方向にズレた位置は、実際
には１キロメートル離れた距離にあり、このように自然
の環境で１キロメートル離れた位置では、風洞実験設備
での観測結果とは異なる観測結果となるのが一般的であ
る。このように、２点の煙源１と煙源２の下流の任意地
点で観測される濃度変動は、コヒーレンス（相関性）の
違いによって夫々異なると考えられる。
【００１２】このため、より精密な測定結果が得られる
ようにするには、煙２６の幅方向１７への拡がりを自然
の風に近い状態に再現できるようにしなければならな
い。
ようにするには、煙２６の幅方向１７への拡がりを自然
の風に近い状態に再現できるようにしなければならな
い。
【００１３】そのため、本発明者等は、図１０に示すよ
うに、左右へ風を拡散できるようにした風洞実験設備を
発明し出願した。
うに、左右へ風を拡散できるようにした風洞実験設備を
発明し出願した。
【００１４】この既出願の発明は、測定部１１（図７）
の入側に設けられる風調整部８の床面に、ボルテックス
ジェネレータ１４として、風調整部８の天井へ達しない
大きさの小型の翼３０を幅方向に対し複数枚配置すると
共に、各翼３０を上下方向へ延びる回転軸３１を中心と
して左右に往復揺動自在に取付け、各翼３０に連結リン
ク３２を介して、各翼３０を同時に往復揺動させるよう
にした減速機構を有する駆動装置３３を接続した構成と
している。
の入側に設けられる風調整部８の床面に、ボルテックス
ジェネレータ１４として、風調整部８の天井へ達しない
大きさの小型の翼３０を幅方向に対し複数枚配置すると
共に、各翼３０を上下方向へ延びる回転軸３１を中心と
して左右に往復揺動自在に取付け、各翼３０に連結リン
ク３２を介して、各翼３０を同時に往復揺動させるよう
にした減速機構を有する駆動装置３３を接続した構成と
している。
【００１５】さらに、翼３０を左右に同時に往復揺動さ
せるための制御指令（デジタル）を発生するコンピュー
タなどの演算制御装置３４を設け、該演算制御装置３４
からの制御指令をＤＡ変換器３５及び制御電源を持つモ
ータドライバ３６に接続し、駆動装置３３のモータ３７
に制御信号３８を出力するようにしている。
せるための制御指令（デジタル）を発生するコンピュー
タなどの演算制御装置３４を設け、該演算制御装置３４
からの制御指令をＤＡ変換器３５及び制御電源を持つモ
ータドライバ３６に接続し、駆動装置３３のモータ３７
に制御信号３８を出力するようにしている。
【００１６】図１１に示した構成によれば、幅方向に備
えた複数枚の翼３０を連結リンク３２を介して１台の駆
動装置３３により揺動させるようにした同時可動翼列装
置の構成としているので、複数枚の翼３０を同時に同方
向に同一の揺動角で揺動することができ、これにより風
を横方向へ一様なスペクトルの分布で拡散することがで
きる。
えた複数枚の翼３０を連結リンク３２を介して１台の駆
動装置３３により揺動させるようにした同時可動翼列装
置の構成としているので、複数枚の翼３０を同時に同方
向に同一の揺動角で揺動することができ、これにより風
を横方向へ一様なスペクトルの分布で拡散することがで
きる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１の装置
では、例えば図１０に示すように、離れた２点の煙源１
と煙源２から放出された煙２６は、同時可動翼列装置の
翼３０の揺動によって蛇行するが、複数の翼３０が同時
に同方向に同一の揺動角で揺動するために、２つの煙２
６が同じ形で拡がることになる。これは、図９に示す自
然風の場合のように２点間の距離に応じて所要のコヒー
レンスを有して拡がる煙２６の形状とは異なり、よって
図１１の装置では、自然風の場合とは異なった測定結果
となることが考えられる。
では、例えば図１０に示すように、離れた２点の煙源１
と煙源２から放出された煙２６は、同時可動翼列装置の
翼３０の揺動によって蛇行するが、複数の翼３０が同時
に同方向に同一の揺動角で揺動するために、２つの煙２
６が同じ形で拡がることになる。これは、図９に示す自
然風の場合のように２点間の距離に応じて所要のコヒー
レンスを有して拡がる煙２６の形状とは異なり、よって
図１１の装置では、自然風の場合とは異なった測定結果
となることが考えられる。
【００１８】このように、図７に示した風洞実験設備、
及び図１１に示した同時可動翼列装置を備えた風洞実験
設備の何れにおいても、自然風の低周波成分まで含んだ
横方向の乱流のコヒーレンスを再現することはできなか
った。
及び図１１に示した同時可動翼列装置を備えた風洞実験
設備の何れにおいても、自然風の低周波成分まで含んだ
横方向の乱流のコヒーレンスを再現することはできなか
った。
【００１９】本発明は、上述の実情に鑑み、自然風の横
方向のパワースペクトルとコヒーレンスとを同時に再現
することができるようにした風洞実験設備における横方
向風速変動制御方法を提供することを目的とするもので
ある。
方向のパワースペクトルとコヒーレンスとを同時に再現
することができるようにした風洞実験設備における横方
向風速変動制御方法を提供することを目的とするもので
ある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、測定部の入側
に設けられる風調整部の床面に、風調整部の天井へ達し
ない大きさの小型の翼を幅方向に対し複数枚配置し、風
調節部に風を送って各翼を左右に往復揺動させることに
より翼下流の横方向の風速を制御する風洞実験設備にお
ける横方向風速変動制御方法であって、各翼を独自に備
えた駆動装置により揺動する独立可動翼とし、且つ各駆
動装置の駆動を演算制御装置にて制御するようにし、自
然風の横方向の風速のパワースペクトルと、横方向のコ
ヒーレンスと、フェーズ関数とを用いて式Ｉ
に設けられる風調整部の床面に、風調整部の天井へ達し
ない大きさの小型の翼を幅方向に対し複数枚配置し、風
調節部に風を送って各翼を左右に往復揺動させることに
より翼下流の横方向の風速を制御する風洞実験設備にお
ける横方向風速変動制御方法であって、各翼を独自に備
えた駆動装置により揺動する独立可動翼とし、且つ各駆
動装置の駆動を演算制御装置にて制御するようにし、自
然風の横方向の風速のパワースペクトルと、横方向のコ
ヒーレンスと、フェーズ関数とを用いて式Ｉ
【数２】 左辺 ｉ地点での時刻ｔでのフィン角度ｖ 右辺第１Σ 過去１時間からＭ時間まで（時間は無次元時間） 右辺第２Σ １地点からｋ地点までの線形結合とランダム成分の和 Ａij（ｍ） ｉ地点とｊ地点でのｍ時間差時の風速にかかる重み係数 εi（ｔ） ｉ地点でのｔ時刻の風速に含まれるランダム風速成分 の重み係数Ａij（ｍ）を演算制御装置により演算すると
共に、演算した重み係数Ａij（ｍ）を式Ｉに代入するこ
とにより各駆動装置の任意の時刻ｔでの各翼の角度ｖを
演算し、各翼が演算した角度ｖになるように制御信号に
よって各駆動装置を制御することにより、翼の下流に、
自然風と同様の横方向のパワースペクトルとコヒーレン
スの風を再現することを特徴とする風洞実験設備におけ
る横方向風速変動制御方法、に係るものである。
共に、演算した重み係数Ａij（ｍ）を式Ｉに代入するこ
とにより各駆動装置の任意の時刻ｔでの各翼の角度ｖを
演算し、各翼が演算した角度ｖになるように制御信号に
よって各駆動装置を制御することにより、翼の下流に、
自然風と同様の横方向のパワースペクトルとコヒーレン
スの風を再現することを特徴とする風洞実験設備におけ
る横方向風速変動制御方法、に係るものである。
【００２１】上記手段によれば、翼の下流に、自然の風
と同じ横方向のパワースペクトルとコヒーレンスの風を
再現でき、従って、より実際に近い精度の高い風洞試験
を実施できる。
と同じ横方向のパワースペクトルとコヒーレンスの風を
再現でき、従って、より実際に近い精度の高い風洞試験
を実施できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面を参照しつつ説明する。
面を参照しつつ説明する。
【００２３】図１は、本発明を実施する形態の一例を示
したものであり、風洞実験設備の基本構造については図
５〜図７と同様であるため、必要に応じてこれらの図を
参照する。
したものであり、風洞実験設備の基本構造については図
５〜図７と同様であるため、必要に応じてこれらの図を
参照する。
【００２４】図１に示すように、風調整部８の床面１６
に幅方向１７へ多数枚配置された、ボルテックスジェネ
レータ１４における天井に達しない大きさの小型の翼３
０を、床面１６を貫通する垂直な回転軸３１によって水
平方向へ回転可能に支持し、各回転軸３１に、サーボモ
ータなどの駆動装置３９を連結して、各翼３０を単独に
揺動させ得るようにした独立可動翼列装置４０を構成す
る。
に幅方向１７へ多数枚配置された、ボルテックスジェネ
レータ１４における天井に達しない大きさの小型の翼３
０を、床面１６を貫通する垂直な回転軸３１によって水
平方向へ回転可能に支持し、各回転軸３１に、サーボモ
ータなどの駆動装置３９を連結して、各翼３０を単独に
揺動させ得るようにした独立可動翼列装置４０を構成す
る。
【００２５】尚、ボルテックスジェネレータ１４の翼を
可動化することに代えて、ボルテックスジェネレータ１
４を図６、図７と同じ固定の翼２１とし、別の可動の翼
３０を新たに設けるようにしても良い。
可動化することに代えて、ボルテックスジェネレータ１
４を図６、図７と同じ固定の翼２１とし、別の可動の翼
３０を新たに設けるようにしても良い。
【００２６】各翼３０を単独で左右に往復揺動させるた
めの制御指令（デジタル）を発生するコンピュータなど
の演算制御装置４１を設け、該演算制御装置４１をＤＡ
変換器４２及び制御電源を持つモータドライバ４３に接
続し、各駆動装置３９に制御信号４４を出力するように
している。
めの制御指令（デジタル）を発生するコンピュータなど
の演算制御装置４１を設け、該演算制御装置４１をＤＡ
変換器４２及び制御電源を持つモータドライバ４３に接
続し、各駆動装置３９に制御信号４４を出力するように
している。
【００２７】前記演算制御装置４１は、自然風の横方向
の風速のパワースペクトルと、横方向のコヒーレンス
と、フェーズ関数（乱数）とを入力することにより、岩
谷に基づく計算プログラムにより横方向の風速変動を演
算し、且つ各翼３０の駆動波形を演算して出力するよう
になっている。
の風速のパワースペクトルと、横方向のコヒーレンス
と、フェーズ関数（乱数）とを入力することにより、岩
谷に基づく計算プログラムにより横方向の風速変動を演
算し、且つ各翼３０の駆動波形を演算して出力するよう
になっている。
【００２８】次に、作動について説明する。
【００２９】風洞実験設備の作動や、風洞実験設備を用
いて発電所や各種プラントからの排出物や、橋梁や、超
高層建築物などが環境に与える影響を解析するための測
定については図６、図７と同様なので説明を省略する。
いて発電所や各種プラントからの排出物や、橋梁や、超
高層建築物などが環境に与える影響を解析するための測
定については図６、図７と同様なので説明を省略する。
【００３０】本発明では、図１及び図４に示すように、
演算制御装置４１に、自然風の風速のパワースペクトル
と、自然風のコヒーレンスと、フェーズ関数（乱数）と
を仮定して入力することにより、横方向の風速変動を演
算し、且つこの風速変動を発生させる各翼３０の駆動波
形を演算する。
演算制御装置４１に、自然風の風速のパワースペクトル
と、自然風のコヒーレンスと、フェーズ関数（乱数）と
を仮定して入力することにより、横方向の風速変動を演
算し、且つこの風速変動を発生させる各翼３０の駆動波
形を演算する。
【００３１】平坦面での自然風の横方向の風速のパワー
スペクトルは、例えば図２のカルマンが提案した乱流の
パワースペクトルから明らかなように、無次元周波数に
対する無次元パワースペクトル４５は変化せず、普遍的
な形状を有している。
スペクトルは、例えば図２のカルマンが提案した乱流の
パワースペクトルから明らかなように、無次元周波数に
対する無次元パワースペクトル４５は変化せず、普遍的
な形状を有している。
【００３２】又、水平方向横２点間の普遍的なコヒーレ
ンスについては、図３に示すようにダベンポートが提案
している。図３では、横方向に１１５０ｍｍ離れた２地
点間での横方向成分同士のコヒーレンスの値について示
している。図中４６は自然風の場合におけるコヒーレン
スを示し、又、図中４７は図１１に示した同時可動翼列
装置の場合におけるコヒーレンスを示している。図３か
ら明らかなように、自然風は低周波域においてコヒーレ
ンス４６が大きく変化しているのに対し、同時可動翼列
装置の場合には、揺動可能な低周波域の加振周波数範囲
の全域においてコヒーレンス４７が略１（正確に相関し
た状態）であり、加振周波数範囲を越えるとコヒーレン
ス４７が零の（全く相関しない）状態になっている。
ンスについては、図３に示すようにダベンポートが提案
している。図３では、横方向に１１５０ｍｍ離れた２地
点間での横方向成分同士のコヒーレンスの値について示
している。図中４６は自然風の場合におけるコヒーレン
スを示し、又、図中４７は図１１に示した同時可動翼列
装置の場合におけるコヒーレンスを示している。図３か
ら明らかなように、自然風は低周波域においてコヒーレ
ンス４６が大きく変化しているのに対し、同時可動翼列
装置の場合には、揺動可能な低周波域の加振周波数範囲
の全域においてコヒーレンス４７が略１（正確に相関し
た状態）であり、加振周波数範囲を越えるとコヒーレン
ス４７が零の（全く相関しない）状態になっている。
【００３３】従って、上記図２に示した既知の自然風の
風速のパワースペクトル４５と、図３に示した既知の自
然風のコヒーレンス４６とを用いて、岩谷が提案した駆
動波形を作成する。
風速のパワースペクトル４５と、図３に示した既知の自
然風のコヒーレンス４６とを用いて、岩谷が提案した駆
動波形を作成する。
【００３４】自然に近い横方向の風速変動を得るには、
赤池が提案した多次元自己回帰式による方法を採用し、
その多次元自己回帰式における重み係数を求める。
赤池が提案した多次元自己回帰式による方法を採用し、
その多次元自己回帰式における重み係数を求める。
【００３５】即ち、現時点での横方向に隔てた各点の横
方向の風速（風向）は多地点の過去Ｍ個の時点での横方
向の風速の全ての１次結合と仮定すると、下記式Ｉで与
えられる。
方向の風速（風向）は多地点の過去Ｍ個の時点での横方
向の風速の全ての１次結合と仮定すると、下記式Ｉで与
えられる。
【００３６】
【数３】 左辺 ｉ地点での時刻ｔでのフィン角度ｖ 右辺第１Σ 過去１時間からＭ時間まで（時間は無次元時間） 右辺第２Σ １地点からｋ地点までの線形結合とランダム成分の和 Ａij（ｍ） ｉ地点とｊ地点でのｍ時間差時の風速にかかる重み係数 εi（ｔ） ｉ地点でのｔ時刻の風速に含まれるランダム風速成分
【００３７】上記式Ｉにおいて、ｉ地点とｊ地点でのｍ
時間差時の風速における重み係数Ａ ij（ｍ）が求まる
と、各駆動装置３９による時刻ｔでの各翼３０の角度ｖ
を演算により求めることができる。
時間差時の風速における重み係数Ａ ij（ｍ）が求まる
と、各駆動装置３９による時刻ｔでの各翼３０の角度ｖ
を演算により求めることができる。
【００３８】重み係数Ａij（ｍ）を求めるために、式Ｉ
を行列の形に変形すると、下記式ＩＩとなる。
を行列の形に変形すると、下記式ＩＩとなる。
【００３９】
【数４】
【００４０】即ち、相関関数Ｒij（ｍ−ｒ）がｉ，ｊ，
ｍ，Ｍに対してすべて既知であれば、Ｒij（ｒ）はｋ＊
ｋ＊ｍ元の連立１次方程式になり解くことができる。
ｍ，Ｍに対してすべて既知であれば、Ｒij（ｒ）はｋ＊
ｋ＊ｍ元の連立１次方程式になり解くことができる。
【００４１】前記相関関数Ｒij（ｍ−ｒ）は次のように
して求まる。
して求まる。
【００４２】自己相関関数Ｒii（ｍ）は、与えられたパ
ワースペクトルの逆フーリエ変換から求められる。
ワースペクトルの逆フーリエ変換から求められる。
【００４３】相互相関関数Ｒij（ｍ）は、ｉ，ｊクロス
スペクトルと与えられたｉ，ｊフェーズ関数から求めら
れる。但し、ｉ，ｊクロススペクトルは与えられたｉ，
ｊコヒーレンスに与えられたｉ地点パワースペクトルと
ｊ地点パワースペクトルをかけることで求められる。
スペクトルと与えられたｉ，ｊフェーズ関数から求めら
れる。但し、ｉ，ｊクロススペクトルは与えられたｉ，
ｊコヒーレンスに与えられたｉ地点パワースペクトルと
ｊ地点パワースペクトルをかけることで求められる。
【００４４】上記によって求めた重み係数Ａij（ｍ）を
式Ｉに代入することにより、各駆動装置３９による時刻
ｔでの各翼の角度ｖを演算できるので、この駆動波形を
演算制御装置からＤＡ変換器４２に出力して電圧変換す
る。これにより、モータドライバ４３は各翼３０が演算
された角度ｖになるように各駆動装置３９に制御信号４
４を出力し、各翼３０を別個に揺動する。これにより、
翼３０の下流には、自然風の横方向のパワースペクトル
とコヒーレンスと全く同様の風が再現されることにな
る。
式Ｉに代入することにより、各駆動装置３９による時刻
ｔでの各翼の角度ｖを演算できるので、この駆動波形を
演算制御装置からＤＡ変換器４２に出力して電圧変換す
る。これにより、モータドライバ４３は各翼３０が演算
された角度ｖになるように各駆動装置３９に制御信号４
４を出力し、各翼３０を別個に揺動する。これにより、
翼３０の下流には、自然風の横方向のパワースペクトル
とコヒーレンスと全く同様の風が再現されることにな
る。
【００４５】即ち、横方向のパワースペクトルが図２の
パワースペクトル４５に沿い、且つ横方向のコヒーレン
スが図３のコヒーレンス４６に沿うように一致し、これ
によって、自然風に極めて近い風を再現して、より実際
にマッチした精度の高い風洞試験を実施することができ
る。
パワースペクトル４５に沿い、且つ横方向のコヒーレン
スが図３のコヒーレンス４６に沿うように一致し、これ
によって、自然風に極めて近い風を再現して、より実際
にマッチした精度の高い風洞試験を実施することができ
る。
【００４６】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の風洞実験
設備における横方向風速変動制御方法によれば、翼の下
流に、自然の風と同じ横方向のパワースペクトルとコヒ
ーレンスの風を再現でき、従って、より実際に近い精度
の高い風洞試験を実施できるという優れた効果を奏し得
る。
設備における横方向風速変動制御方法によれば、翼の下
流に、自然の風と同じ横方向のパワースペクトルとコヒ
ーレンスの風を再現でき、従って、より実際に近い精度
の高い風洞試験を実施できるという優れた効果を奏し得
る。
【図１】本発明の方法を実施する形態の一例を示す部分
拡大斜視図である。
拡大斜視図である。
【図２】カルマンが提案した乱流のパワースペクトルを
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】横方向に離れた２地点間での横方向成分同士の
コヒーレンスを示すグラフである。
コヒーレンスを示すグラフである。
【図４】本発明の方法を説明するためのブロック図であ
る。
る。
【図５】一般的な風洞実験設備の全体概略斜視図であ
る。
る。
【図６】図５の風調整部及び測定部を風送り方向上流側
から見た斜視図である。
から見た斜視図である。
【図７】図５の風調整部及び測定部の概略側方断面図で
ある。
ある。
【図８】図７の場合の測定部での煙の拡がり方を示す平
面図である。
面図である。
【図９】自然風の測定部での煙の拡がり方を示す平面図
である。
である。
【図１０】図１１の場合での煙の拡がり方を示す平面図
である。
である。
【図１１】既出願の発明における同時可動翼列装置が備
えられた風調整部を風送り方向上流側から見た斜視図で
ある。
えられた風調整部を風送り方向上流側から見た斜視図で
ある。
８ 風調整部 １１ 測定部 １２ 風排出部 １６ 床面 １７ 幅方向 ３０ 翼 ３９ 駆動装置 ４１ 演算制御装置 ４４ 制御信号 ４５ 自然風のパワースペクトル ４６ 自然風のコヒーレンス
Claims (1)
- 【請求項１】 測定部の入側に設けられる風調整部の床
面に、風調整部の天井へ達しない大きさの小型の翼を幅
方向に対し複数枚配置し、風調節部に風を送って各翼を
左右に往復揺動させることにより翼下流の横方向の風速
を制御する風洞実験設備における横方向風速変動制御方
法であって、各翼を独自に備えた駆動装置により揺動す
る独立可動翼とし、且つ各駆動装置の駆動を演算制御装
置により制御するようにし、自然風の横方向の風速のパ
ワースペクトルと、横方向のコヒーレンスと、フェーズ
関数とを用いて式Ｉ 【数１】 左辺 ｉ地点での時刻ｔでのフィン角度ｖ 右辺第１Σ 過去１時間からＭ時間まで（時間は無次元時間） 右辺第２Σ １地点からｋ地点までの線形結合とランダム成分の和 Ａij（ｍ） ｉ地点とｊ地点でのｍ時間差時の風速にかかる重み係数 εi（ｔ） ｉ地点でのｔ時刻の風速に含まれるランダム風速成分 の重み係数Ａij（ｍ）を演算制御装置により演算すると
共に、演算した重み係数Ａij（ｍ）を式Ｉに代入するこ
とにより各駆動装置の任意の時刻ｔでの各翼の角度ｖを
演算し、各翼が演算した角度ｖになるように制御信号に
て各駆動装置を制御することにより、翼の下流に、自然
風と同様の横方向のパワースペクトルとコヒーレンスの
風を再現することを特徴とする風洞実験設備における横
方向風速変動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17399799A JP2001004484A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 風洞実験設備における横方向風速変動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17399799A JP2001004484A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 風洞実験設備における横方向風速変動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004484A true JP2001004484A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15970854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17399799A Pending JP2001004484A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 風洞実験設備における横方向風速変動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001004484A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928190A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-02-13 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 限位锁定装置 |
| CN104655393A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-05-27 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种简易风场模拟系统 |
| CN105699041A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-22 | 张健敏 | 一种智能型海上桥墩 |
| CN108225721A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-06-29 | 广州大学 | 一种风洞实验测参考风速的方法 |
| CN108760229A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-06 | 百色学院 | 风洞试验尾流测量升降装置 |
| CN109186932A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-11 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种大高差塔线体系风洞试验装置 |
| CN112268682A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-26 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种飞行器单自由度摇滚特性预测方法 |
| CN116577062A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种用于风洞飞行实验的正交多正弦激励信号设计方法 |
-
1999
- 1999-06-21 JP JP17399799A patent/JP2001004484A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928190A (zh) * | 2012-09-18 | 2013-02-13 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 限位锁定装置 |
| CN104655393A (zh) * | 2015-03-18 | 2015-05-27 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种简易风场模拟系统 |
| CN105699041A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-22 | 张健敏 | 一种智能型海上桥墩 |
| CN108225721A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-06-29 | 广州大学 | 一种风洞实验测参考风速的方法 |
| CN108225721B (zh) * | 2018-04-03 | 2023-07-07 | 广州大学 | 一种风洞实验测参考风速的方法 |
| CN108760229A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-11-06 | 百色学院 | 风洞试验尾流测量升降装置 |
| CN108760229B (zh) * | 2018-07-27 | 2024-01-19 | 百色学院 | 风洞试验尾流测量升降装置 |
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| CN112268682A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-26 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种飞行器单自由度摇滚特性预测方法 |
| CN116577062A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种用于风洞飞行实验的正交多正弦激励信号设计方法 |
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