JP2007198851A - 開放型風洞装置 - Google Patents

Abstract

【課題】閉塞率を考慮する必要がなく、かつ巨大な風洞がなくとも、大型の対象物を実物によって試験することができる装置を提供する。
【解決手段】走行する走行体の開放部分に、走行体の移動方向と平行する方向に風の流れる方向を規制する規制板を取り付ける。走行体の移動方向と直交する風の流れを整流する整流板を取り付ける。２枚の規制板と、その端部に直交する状態で取付けた整流板によって包囲した面を、試験体の設置面として構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、開放型風洞装置に関するものである。

従来の風洞装置は、図２に示すように天井ａと床ｂと壁ｃとで包囲した密閉通路であり、その床面ｂに模型の試験体Ａを置き、通路の一方から風を送る構造である。

前記したような従来の閉鎖型の風洞装置にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 風洞の内部に試験体の模型を設置した場合に、壁や天井との間隔が狭くなり、模型付近では風が圧縮されるために模型表面の圧力や風速が上昇する。
＜２＞ この現象を閉塞効果と呼んでいるが、閉塞率（模型断面積／風洞断面積）が大きいと正確な計測をすることができない。
＜３＞ 例えば建築センターの風洞実験方法では「閉塞率は風洞断面の５％以内とすること、といった規制をしている。
＜４＞ 閉塞率を小さい値とするためには模型をできるだけ小さくして壁や天井の影響を少なくするか、あるいは巨大な風洞での実験が必要であった。

上記のような課題を解決するために、本発明の開放型風洞装置は、走行する走行体の天井、壁面などの平面部分に、走行体の移動方向と平行する方向に２枚の規制板を取り付け、この規制板では風の流れる方向を規制し、走行体の移動方向と直交する方向に整流板を取り付け、この整流板では風の流れを整流し、整流板は、２枚の規制板の端部に直交する状態で取付け、規制板と整流板によって包囲した面を、試験体の設置面として構成した、開放型風洞装置を特徴としたものである。

本発明の開放型風洞装置は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 巨大な風洞がなくとも、大型の対象物を実物によって試験することができる。
＜２＞ 実物を使えば小型の模型を採用する場合のように相似率を考慮する必要がなく、不確定な要素を排除できる。
＜３＞ 風洞とは異なり、天井、壁が存在しないので、閉塞効果による圧力、風速の調整が不要である。
＜４＞ 高速道路や試験コースにおいて、走行体の走行速度を調整することによって、自由に風速を調整することができる。
＜５＞ あるビルに対する風の影響を測定する場合のように、実物大のものを設置して試験ができない場合でも。相当に大きな模型を、閉塞効果がない状態で利用できるから、誤差のすくない、実物に近い結果を得ることができる。
＜６＞ ビル風を受けた場合の建材の影響を実験するような場合には、実際のビル風の吹く場所において実物実験を行うことができる。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞全体の構成。
本発明の開放型風洞装置は、走行しあるいは飛行する走行体１と、その天井部や壁面などの平面部に取付けた規制板２および整流板３とによって構成する。

＜２＞走行体１。
走行体１は、自動車のように自走する自動車が典型的なものであるが、自転車、自動二輪車、牽引されて走行するような車体、あるいは飛行機なども利用することができる。
これらの走行体１の開放部分を試験装置として利用するが、特に走行体１の天井部を利用する。

＜３＞規制板２。
走行体１の移動方向と平行する方向に風の流れる方向を規制する規制板２を取り付ける。
この規制板２は、通常の木製、鋼製、合成樹脂製などの帯状の板体によって構成する。
この規制板２は少なくとも２枚のものを平行に立てて配置する。
その結果、両側に立てた規制板２の間の空間を空気の通路として利用することができる。
両規制板２の間の空間を試験体の設置面として利用する。

＜４＞整流板３。
一方、走行体１の移動方向と直交する方向に整流板３を設ける。
この整流板３は、風の流れを整流するために設ける板である。
整流とは、乱れた風の波をほぼ平行な風の波に変えることである。
そのために整流板３は、複数の細板を並行して設け、細板間をスリットとして構成する。
スリットは、水平方向、あるいは鉛直方向に開口して構成する。
この整流板３を、走行体１の天井部の前部に立てて設置する。
あるいは走行体１の天井部の前部と後部に立てて設置する。

＜５＞試験体設置面。
上記のような構成の２枚の規制板２と、その端部に直交する状態で取付けた整流板３によって包囲した面を、試験体の設置面として構成する。
その場合に、試験体の設置面としてその全部、あるいは一部に、透明な板を採用することができる。
その場合に、走行体１の内部にはレーザー発光装置を設置し、この透明板を通して試験体に向けてレーザー光線を照射しうるように構成することができる。
すると、レーザー発光の試験体への到達時間の相違などを利用して試験体の歪などの挙動を計測することができる。

＜６＞測定方法。
以上のような構成の走行体１の試験体設置面に試験体を搭載し確実に固定する。
試験体設置面は自動車の天井部などを利用しているから、相当に大型の試験体であっても、模型を作る必要がなく実物のまま設置することができる。 その状態で走行体１を、自動車のテストコースなどを走行させる。
その場合に事前に、走行速度と規制板２の間の風速の関係を計算しておき、その数値にしたがった速度で走行体１を走行させる。
自然の風がある場合には風速計を利用して風速を相殺するなどの調整をして走行する。
試験体には、通常の閉塞型の風洞実験と同様のセンサーなどの計測装置、あるいは前記したレーザー発光などを利用して試験体の変形状況を測定する。
こうして従来の風洞と同様の実験を、閉塞効果を考慮することなく行うことができる。

＜７＞走行体１を停止させた利用。
自ら走行中に計測するだけでなく、実際の現地へ行って風洞実験を行うことができる。
例えばビル風が建材に及ぼす影響を計測したい場合に、実際の大型の建材を試験体設置面に搭載し、走行体１をビル風の強い位置に駐車させる。
その位置で実際の風を受ければ、仮定ではない実物の実験を行うことができる。

本発明の開放型風洞装置の実施例の説明図。 従来の閉塞型の風洞装置の説明図。

符号の説明

１：走行体
２：規制板
３：整流板

Claims (3)

1. 走行する走行体の天井、壁面などの平面部分に、
   走行体の移動方向と平行する方向に２枚の規制板を取り付け、
   この規制板では風の流れる方向を規制し、
   走行体の移動方向と直交する方向に整流板を取り付け、
   この整流板では風の流れを整流し、
   整流板は、２枚の規制板の端部に直交する状態で取付け、
   規制板と整流板によって包囲した面を、試験体の設置面として構成した、
   開放型風洞装置。
   
2. 整流板には複数の並行するスリットを開口して構成した、
   請求項１記載の、開放型風洞装置。
   
3. 試験体の設置面を、
   透明な板によって構成し、
   この透明板を通して、試験体に向けてレーザー光線を照射しうるように構成した、
   請求項１記載の、開放型風洞装置。
   
   
   

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