JP3174721B2 - 風洞内乱流発生装置 - Google Patents
風洞内乱流発生装置Info
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- JP3174721B2 JP3174721B2 JP22969095A JP22969095A JP3174721B2 JP 3174721 B2 JP3174721 B2 JP 3174721B2 JP 22969095 A JP22969095 A JP 22969095A JP 22969095 A JP22969095 A JP 22969095A JP 3174721 B2 JP3174721 B2 JP 3174721B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁、煙突、その
他の構築物の耐風安定性の評価に必要とされる空力性能
データを得るための風洞実験用乱流発生装置に関する。
他の構築物の耐風安定性の評価に必要とされる空力性能
データを得るための風洞実験用乱流発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、橋梁や煙突等、特定地域の地上
に設置される大型の構築物の、耐風性等の特性を検討す
るための空力性能データを得る手段の一つとして、風洞
実験が行なわれている。このような風洞実験を行なうた
め、構築物を模擬した模型を設置する風路に流される気
流は、構築物が設置される建設地点に生じる自然風の乱
流を風路内に再現して、建設地点での耐風現象等を模擬
することが重要であり、従来、風路に設置された構築物
の模型の上流側に、立体ブロックや三角板のスパイヤを
設けて、主流を乱し、自然風に近い乱れが生じる気流を
発生させて、再現要件の実現に努力が払われている。
に設置される大型の構築物の、耐風性等の特性を検討す
るための空力性能データを得る手段の一つとして、風洞
実験が行なわれている。このような風洞実験を行なうた
め、構築物を模擬した模型を設置する風路に流される気
流は、構築物が設置される建設地点に生じる自然風の乱
流を風路内に再現して、建設地点での耐風現象等を模擬
することが重要であり、従来、風路に設置された構築物
の模型の上流側に、立体ブロックや三角板のスパイヤを
設けて、主流を乱し、自然風に近い乱れが生じる気流を
発生させて、再現要件の実現に努力が払われている。
【０００３】図10は、このような再現要件の実現に、従
来使用されている風洞内乱流発生装置の一例を示す図で
ある。図10において、風洞風路の入口近くの床面から鉛
直に、しかも、主流05の方向（風軸ＯＰ）と直交する面
内の風路の幅方向に立設した複数個のスパイヤ040は、
３枚の直角三角板の共通の縁辺01を合わせて構成され、
３枚の直角三角板のうち、主流05と並行に配置された後
流板04は、床面に固定されている。また、直角三角板の
うちの２枚は、図10に示すように、鉛直な縁辺01を中心
として揺動する左右の可動三角板としての揺動板02ａ，
02ｂを構成しており、この三角形状の揺動板02ａ，02ｂ
から乱れが発生し、風洞内に自然の風に近い流れが再現
できるようになっている。また、図11(a)〜(f)に示すよ
うに、この流れを横切る三角形状の揺動板02ａ，02ｂを
板を鉛直軸01まわりに回し風の吹く方向05からみた投影
面積を変えることにより、平均風速の高さ方向の分布03
0を任意に変えることができるようになっている。
来使用されている風洞内乱流発生装置の一例を示す図で
ある。図10において、風洞風路の入口近くの床面から鉛
直に、しかも、主流05の方向（風軸ＯＰ）と直交する面
内の風路の幅方向に立設した複数個のスパイヤ040は、
３枚の直角三角板の共通の縁辺01を合わせて構成され、
３枚の直角三角板のうち、主流05と並行に配置された後
流板04は、床面に固定されている。また、直角三角板の
うちの２枚は、図10に示すように、鉛直な縁辺01を中心
として揺動する左右の可動三角板としての揺動板02ａ，
02ｂを構成しており、この三角形状の揺動板02ａ，02ｂ
から乱れが発生し、風洞内に自然の風に近い流れが再現
できるようになっている。また、図11(a)〜(f)に示すよ
うに、この流れを横切る三角形状の揺動板02ａ，02ｂを
板を鉛直軸01まわりに回し風の吹く方向05からみた投影
面積を変えることにより、平均風速の高さ方向の分布03
0を任意に変えることができるようになっている。
【０００４】さらに、ここでは図示を省略したが、供試
模型で模擬された構築物の建設予定地の自然風のデータ
を入力した外部データ記憶装置と、電算機とが装備され
ていて、風路内の気流の状態を検出するセンサからのデ
ータを入力して、解析および分析を行ない、その結果に
基づき、三角形揺動板の揺動角度や周期が決められ、こ
れにより自然風に近い気流が作られるようになってい
る。
模型で模擬された構築物の建設予定地の自然風のデータ
を入力した外部データ記憶装置と、電算機とが装備され
ていて、風路内の気流の状態を検出するセンサからのデ
ータを入力して、解析および分析を行ない、その結果に
基づき、三角形揺動板の揺動角度や周期が決められ、こ
れにより自然風に近い気流が作られるようになってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の装置で、
地面より高くなるにつれ平均風速が増す自然風は、また
流れと直角な３方向の乱れを有しており、図10に示した
従来のスパイヤ040は自然風を再現する上で一応の評価
は得ていた。しかし、図10に示すように、「高さ方向速
度勾配030」を変えるために２枚の三角形揺動板02ａ，0
2ｂを風軸ＯＰに関して対称に揺動させると、「乱れ強
さ」も同時に変わり、それぞれを独立して変えることが
できなかった。
地面より高くなるにつれ平均風速が増す自然風は、また
流れと直角な３方向の乱れを有しており、図10に示した
従来のスパイヤ040は自然風を再現する上で一応の評価
は得ていた。しかし、図10に示すように、「高さ方向速
度勾配030」を変えるために２枚の三角形揺動板02ａ，0
2ｂを風軸ＯＰに関して対称に揺動させると、「乱れ強
さ」も同時に変わり、それぞれを独立して変えることが
できなかった。
【０００６】本発明は、上述した従来の風洞内乱流発生
装置の不具合を解消して、変化に富んだ、自然風を近似
する乱れの生じた気流を作ることができるようにして、
供試模型により模擬された構築物の建設地点の自然風に
著しく近い気流を発生させ、橋梁や煙突等の構築物の空
力性能を正確に予測できるデータの取得を可能にして、
構築物の耐風性能設計等をより確実にできるようにした
風洞内乱流発生装置を提供することを課題とする。
装置の不具合を解消して、変化に富んだ、自然風を近似
する乱れの生じた気流を作ることができるようにして、
供試模型により模擬された構築物の建設地点の自然風に
著しく近い気流を発生させ、橋梁や煙突等の構築物の空
力性能を正確に予測できるデータの取得を可能にして、
構築物の耐風性能設計等をより確実にできるようにした
風洞内乱流発生装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の風洞内乱流発生装置は、風洞内の風軸方向
に沿うように風路床面に立設固定された後流板としての
直角三角形の固定三角板と、同固定三角板の垂直縁辺を
共通縁辺とする左右対称の２枚の可変直角三角形の揺動
三角板とをそなえ、上記揺動三角板の揺動時に同三角板
の風軸方向における投影面を常に一定の直角三角形に保
つべく、上記可変直角三角形の斜辺と底辺との交わる頂
点を風軸方向に移動させる駆動変形機構が、上記揺動三
角板に設けられたことを特徴としている。これにより、
左右対称の２枚の揺動三角板を、風軸方向の各投影面積
が一定に保たれるようにしながら揺動させると、風の高
さ方向の速度勾配は所要の一定状態に保たれたまま、揺
動三角板の底辺と高さの比を変えるのに伴い、風の３成
分の乱れの強さの比を任意に変えて乱流を発生させるこ
とができる。
め、本発明の風洞内乱流発生装置は、風洞内の風軸方向
に沿うように風路床面に立設固定された後流板としての
直角三角形の固定三角板と、同固定三角板の垂直縁辺を
共通縁辺とする左右対称の２枚の可変直角三角形の揺動
三角板とをそなえ、上記揺動三角板の揺動時に同三角板
の風軸方向における投影面を常に一定の直角三角形に保
つべく、上記可変直角三角形の斜辺と底辺との交わる頂
点を風軸方向に移動させる駆動変形機構が、上記揺動三
角板に設けられたことを特徴としている。これにより、
左右対称の２枚の揺動三角板を、風軸方向の各投影面積
が一定に保たれるようにしながら揺動させると、風の高
さ方向の速度勾配は所要の一定状態に保たれたまま、揺
動三角板の底辺と高さの比を変えるのに伴い、風の３成
分の乱れの強さの比を任意に変えて乱流を発生させるこ
とができる。
【０００８】また、本発明の風洞内乱流発生装置は、上
記２枚の可変直角三角形の揺動三角板が、上記垂直縁辺
を有する直角三角形の基本三角板と、同基本三角板に沿
って摺動する拡張用三角板とをそなえて構成されたこと
を特徴としている。このように、上記揺動三角板が直角
三角形の基本三角板と、同基本三角板に沿って摺動する
拡張用三角板とで構成されると、上記可変直角三角形の
斜辺と底辺との交わる頂点を風軸方向に移動させる操作
が、上記拡張用三角板の駆動により的確に行なわれるよ
うになり、所望の乱流の発生を適切に行なわせることが
できる。
記２枚の可変直角三角形の揺動三角板が、上記垂直縁辺
を有する直角三角形の基本三角板と、同基本三角板に沿
って摺動する拡張用三角板とをそなえて構成されたこと
を特徴としている。このように、上記揺動三角板が直角
三角形の基本三角板と、同基本三角板に沿って摺動する
拡張用三角板とで構成されると、上記可変直角三角形の
斜辺と底辺との交わる頂点を風軸方向に移動させる操作
が、上記拡張用三角板の駆動により的確に行なわれるよ
うになり、所望の乱流の発生を適切に行なわせることが
できる。
【０００９】さらに本発明の風洞内乱流発生装置は、上
記２枚の揺動三角板の各基本三角板が互いに垂直縁辺を
蝶番で連結されるとともに、上記蝶番を介して上記２枚
の揺動三角板の各基本三角板を左右対称に回動させる蝶
番式回動機構が設けられたことを特徴としている。これ
により、左右の基本三角板を左右対称に回動させる作用
が、蝶番式回動機構を介して適切に行なわれるようにな
る。上記蝶番式回動機構としては、左右の上記基本三角
板をそれぞれ取り付けられた蝶番の内軸および外軸の各
下端部に装着されている傘歯車と、これらの傘歯車を互
いに逆転させるように同傘歯車と噛み合う単一の駆動用
傘歯車とを含んだ構成を採用することができ、これによ
り上記蝶番式回動機構の構造の簡素化および小型化をは
かることができる。
記２枚の揺動三角板の各基本三角板が互いに垂直縁辺を
蝶番で連結されるとともに、上記蝶番を介して上記２枚
の揺動三角板の各基本三角板を左右対称に回動させる蝶
番式回動機構が設けられたことを特徴としている。これ
により、左右の基本三角板を左右対称に回動させる作用
が、蝶番式回動機構を介して適切に行なわれるようにな
る。上記蝶番式回動機構としては、左右の上記基本三角
板をそれぞれ取り付けられた蝶番の内軸および外軸の各
下端部に装着されている傘歯車と、これらの傘歯車を互
いに逆転させるように同傘歯車と噛み合う単一の駆動用
傘歯車とを含んだ構成を採用することができ、これによ
り上記蝶番式回動機構の構造の簡素化および小型化をは
かることができる。
【００１０】そして、上記駆動変形機構が、上記蝶番式
回動機構と、上記の基本三角板および拡張用三角板にそ
れぞれ基端と伸縮端とを取り付けられたシリンダー式伸
縮機構とで構成されていると、上記蝶番式回動機構によ
る左右の基本三角板の回動作用と、上記シリンダー式伸
縮機構による拡張用三角板の張り出しおよび引っ込み作
用と相まって、上記揺動三角板の風軸方向投影面を一定
にして風の高さ方向の速度勾配を一定に保ちながら自然
風に近い乱流を発生させる作用が的確に行なわれるよう
になる。
回動機構と、上記の基本三角板および拡張用三角板にそ
れぞれ基端と伸縮端とを取り付けられたシリンダー式伸
縮機構とで構成されていると、上記蝶番式回動機構によ
る左右の基本三角板の回動作用と、上記シリンダー式伸
縮機構による拡張用三角板の張り出しおよび引っ込み作
用と相まって、上記揺動三角板の風軸方向投影面を一定
にして風の高さ方向の速度勾配を一定に保ちながら自然
風に近い乱流を発生させる作用が的確に行なわれるよう
になる。
【００１１】また、上記駆動変形機構が、上記蝶番式回
動機構と、上記拡張用三角板の外側縁辺と底辺との交わ
る頂点を所定の弯曲レールに沿って移動させることによ
り同拡張用三角板を上記基本三角板から張り出させる拡
張機構とで構成されていると、この場合も、上記蝶番式
回動機構による左右の基本三角板の回動作用と、上記拡
張用三角板の外側縁辺と底辺との交わる頂点を所定の弯
曲レールに沿って移動させる作用と相まって、上記揺動
三角板の風軸方向投影面を一定にして風の高さ方向の速
度勾配を一定に保ちながら、自然風に近い乱流を発生さ
せる作用が的確に行なわれるようになる。
動機構と、上記拡張用三角板の外側縁辺と底辺との交わ
る頂点を所定の弯曲レールに沿って移動させることによ
り同拡張用三角板を上記基本三角板から張り出させる拡
張機構とで構成されていると、この場合も、上記蝶番式
回動機構による左右の基本三角板の回動作用と、上記拡
張用三角板の外側縁辺と底辺との交わる頂点を所定の弯
曲レールに沿って移動させる作用と相まって、上記揺動
三角板の風軸方向投影面を一定にして風の高さ方向の速
度勾配を一定に保ちながら、自然風に近い乱流を発生さ
せる作用が的確に行なわれるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の風洞内乱流発生装
置の実施形態を、図面に基づき説明する。図１は本発明
の風洞内乱流発生装置の概略を示す全体斜視図であり、
図２(a)〜(f)は、各種状態におけるスパイヤの平面図お
よび正面図であり、図３は揺動三角板の各種状態におけ
る投影図である。
置の実施形態を、図面に基づき説明する。図１は本発明
の風洞内乱流発生装置の概略を示す全体斜視図であり、
図２(a)〜(f)は、各種状態におけるスパイヤの平面図お
よび正面図であり、図３は揺動三角板の各種状態におけ
る投影図である。
【００１３】図１は風洞内の風路幅方向に間隔をあけて
並設されるスパイヤ40を図９と対応させて画いている。
風軸ＯＰ方向に立設した後流板としての固定三角板４
は、底辺を風洞の床面に固定されており、鉛直縁辺ＡＢ
は揺動三角板２ａ，２ｂと共通の縁辺で、可変直角三角
形の揺動三角板２ａ，２ｂの回動軸１でもある。揺動三
角板２ａ，２ｂの頂点Ａ，Ｂは固定されており、本発明
の目的は、頂点Ｃを風軸ＯＰと平行に移動させることに
よって、従来の欠点を解消することにある。
並設されるスパイヤ40を図９と対応させて画いている。
風軸ＯＰ方向に立設した後流板としての固定三角板４
は、底辺を風洞の床面に固定されており、鉛直縁辺ＡＢ
は揺動三角板２ａ，２ｂと共通の縁辺で、可変直角三角
形の揺動三角板２ａ，２ｂの回動軸１でもある。揺動三
角板２ａ，２ｂの頂点Ａ，Ｂは固定されており、本発明
の目的は、頂点Ｃを風軸ＯＰと平行に移動させることに
よって、従来の欠点を解消することにある。
【００１４】図２(a)〜(f)は、揺動三角板２ａ，２ｂの
状態におけるスパイヤ40の平面図とそれぞれの風軸方向
の投影図であり、各三角形は風軸方向には常に一定の直
角三角形の投影面を保ち、一定の投影面積を保つことを
示している。図３は、揺動三角板の片側（２ｂに相当す
る）のみを示し、揺動三角板の頂点Ｃが風軸ＯＰと直角
方向にあるＣ0の状態から、風軸ＯＰと平行方向の
Ｃ′′′まで移動する過程の揺動三角板２ｂの正面投影
図である。
状態におけるスパイヤ40の平面図とそれぞれの風軸方向
の投影図であり、各三角形は風軸方向には常に一定の直
角三角形の投影面を保ち、一定の投影面積を保つことを
示している。図３は、揺動三角板の片側（２ｂに相当す
る）のみを示し、揺動三角板の頂点Ｃが風軸ＯＰと直角
方向にあるＣ0の状態から、風軸ＯＰと平行方向の
Ｃ′′′まで移動する過程の揺動三角板２ｂの正面投影
図である。
【００１５】ΔＡ0ＢＣ0は図２(a)の状態における揺動
三角板２ｂの風軸ＯＰ方向投影図であり、Ａ0Ｂは回動
軸１であるから、本来は床面に垂直に立っている。ΔＡ
3ＢＣ′′′は揺動三角板２ｂの床面と接する一つの頂
点Ｃが、図２(c)に示す最大移動量時における正面投影
図であり、その風軸方向投影図は、前記ΔＡ0ＢＣ0に等
しい。このΔＡ3ＢＣ′′′中のΔＡ3ＢＣ3は、ΔＡ0Ｂ
Ｃ０に等しいから、ΔＡ3ＢＣ′′′を形成するには、
ΔＡ0ＢＣ0にΔＡ3ＢＣ3Ｃ′′′を付加する必要があ
る。
三角板２ｂの風軸ＯＰ方向投影図であり、Ａ0Ｂは回動
軸１であるから、本来は床面に垂直に立っている。ΔＡ
3ＢＣ′′′は揺動三角板２ｂの床面と接する一つの頂
点Ｃが、図２(c)に示す最大移動量時における正面投影
図であり、その風軸方向投影図は、前記ΔＡ0ＢＣ0に等
しい。このΔＡ3ＢＣ′′′中のΔＡ3ＢＣ3は、ΔＡ0Ｂ
Ｃ０に等しいから、ΔＡ3ＢＣ′′′を形成するには、
ΔＡ0ＢＣ0にΔＡ3ＢＣ3Ｃ′′′を付加する必要があ
る。
【００１６】次にこの中間の状態を検討する。揺動三角
板２ｂの頂点Ｃ0がＣ′まで移動した時、正面投影図
は、ΔＡ1ＢＣ′であり、この三角形に含まれるΔＡ1Ｂ
Ｃ1は前記ΔＡ0ＢＣ0に等しく、これにΔＡ1Ｃ1Ｃ′が
付加されている。次に頂点Ｃ0がＣ″まで移動した時の
揺動三角板２ｂの正面投影図はΔＡ2ＢＣ″であり、こ
の三角形に含まれるΔＡ2ＢＣ2はΔＡ0ＢＣ0に等しいか
ら、ΔＡ2ＢＣ″はΔＡ0ＢＣ0にΔＡ2Ｃ2Ｃ″を付加し
て形成される。
板２ｂの頂点Ｃ0がＣ′まで移動した時、正面投影図
は、ΔＡ1ＢＣ′であり、この三角形に含まれるΔＡ1Ｂ
Ｃ1は前記ΔＡ0ＢＣ0に等しく、これにΔＡ1Ｃ1Ｃ′が
付加されている。次に頂点Ｃ0がＣ″まで移動した時の
揺動三角板２ｂの正面投影図はΔＡ2ＢＣ″であり、こ
の三角形に含まれるΔＡ2ＢＣ2はΔＡ0ＢＣ0に等しいか
ら、ΔＡ2ＢＣ″はΔＡ0ＢＣ0にΔＡ2Ｃ2Ｃ″を付加し
て形成される。
【００１７】この図３から判ることは、最終的にΔＡ3
ＢＣ′′′が形成されるには基本となるΔＡ0ＢＣ0にΔ
Ａ3Ｃ3Ｃ′′′を付加することであり、その中間の三角
形は、辺Ａ0Ｃ0に辺Ａ3Ｃ′′′がはみ出す形、すなわ
ち、ΔＡ3Ｃ3Ｃ′′′がΔＡ0ＢＣ0の頂点Ａ0を中心と
して三角板の面に沿って回転することであり、最少限２
枚の三角板を重ね合わせることによって目的を達するこ
とができる。
ＢＣ′′′が形成されるには基本となるΔＡ0ＢＣ0にΔ
Ａ3Ｃ3Ｃ′′′を付加することであり、その中間の三角
形は、辺Ａ0Ｃ0に辺Ａ3Ｃ′′′がはみ出す形、すなわ
ち、ΔＡ3Ｃ3Ｃ′′′がΔＡ0ＢＣ0の頂点Ａ0を中心と
して三角板の面に沿って回転することであり、最少限２
枚の三角板を重ね合わせることによって目的を達するこ
とができる。
【００１８】図４は本発明の第１実施形態を示す正面図
であり、図３におけるΔＡ0ＢＣ0＝ΔＡ3ＢＣ3（３
ａ1，３ｂ1）とΔＡ3Ｅ3Ｄ3（３ａ2，３ｂ2）の回動お
よび拡張の相互関係およびその装置の構成を示してい
る。そして、図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。回動軸
１を中心とする実際の回動軸は、蝶番式回動機構の一部
として内軸10とその外周に位置する中空の外軸11とをそ
なえ、内軸10は拡張用三角板３ｂ1の回動軸となり、外
軸11は基本三角板３ａ1の回動軸となる。また、この蝶
番式回動機構では、パルスモータ18により駆動されるウ
ォーム16とホィール15とは、駆動用傘歯車14を介して、
内軸10に取り付けた傘歯車12と外軸の傘歯車13とを回動
するように構成されている。拡張用三角板３ａ2，３ｂ2
は、頂部近辺のピン９ａ，９ｂで基本三角板３ａ1，３
ｂ1と連結し、また、これら基本三角板３ａ1，３ｂ1と拡
張用三角板３ａ2，３ｂ2とは、パワーシリンダ22ａ，22
ｂとそのロッド21ａ，21ｂ先端のピン20ａ，20ｂとで連
結され、このようにしてシリンダー式伸縮機構が構成さ
れている。ガイド19ａ，19ｂは、拡張用三角板３ａ2，
３ｂ2が、基本三角板３ａ1，３ｂ1の面上をスライドす
る際に相互に離反しないように設けられており、基本三
角板３ａ1，３ｂ1を全体的に２枚板とし、その間に拡張
用三角板３ａ2，３ｂ2を挟み込んでもよい。
であり、図３におけるΔＡ0ＢＣ0＝ΔＡ3ＢＣ3（３
ａ1，３ｂ1）とΔＡ3Ｅ3Ｄ3（３ａ2，３ｂ2）の回動お
よび拡張の相互関係およびその装置の構成を示してい
る。そして、図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。回動軸
１を中心とする実際の回動軸は、蝶番式回動機構の一部
として内軸10とその外周に位置する中空の外軸11とをそ
なえ、内軸10は拡張用三角板３ｂ1の回動軸となり、外
軸11は基本三角板３ａ1の回動軸となる。また、この蝶
番式回動機構では、パルスモータ18により駆動されるウ
ォーム16とホィール15とは、駆動用傘歯車14を介して、
内軸10に取り付けた傘歯車12と外軸の傘歯車13とを回動
するように構成されている。拡張用三角板３ａ2，３ｂ2
は、頂部近辺のピン９ａ，９ｂで基本三角板３ａ1，３
ｂ1と連結し、また、これら基本三角板３ａ1，３ｂ1と拡
張用三角板３ａ2，３ｂ2とは、パワーシリンダ22ａ，22
ｂとそのロッド21ａ，21ｂ先端のピン20ａ，20ｂとで連
結され、このようにしてシリンダー式伸縮機構が構成さ
れている。ガイド19ａ，19ｂは、拡張用三角板３ａ2，
３ｂ2が、基本三角板３ａ1，３ｂ1の面上をスライドす
る際に相互に離反しないように設けられており、基本三
角板３ａ1，３ｂ1を全体的に２枚板とし、その間に拡張
用三角板３ａ2，３ｂ2を挟み込んでもよい。
【００１９】このようにして、左右対称の２枚の揺動三
角板２ａ，２ｂを、風軸方向の各投影面が所要の一定の
直角三角形を保ち一定の投影面積に保たれるようにしな
がら揺動させると、風の高さ方向の速度勾配は所望の一
定状態に保たれたまま、揺動三角板２ａ，２ｂの底辺と
高さの比を変えるのに伴い、風の３成分の乱れの強さの
比を任意に変えて乱流を発生させることができる。ま
た、揺動三角板が直角三角形の基本三角板３ａ1，３ｂ1
と、同基本三角板３ａ1，３ｂ1に沿って摺動する拡張用
三角板３ａ2，３ｂ2とで構成されているので、上記可変
直角三角形の斜辺と底辺との交わる頂点Ｃを風軸方向に
移動させる操作が、拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の駆動に
より的確に行なわれるようになり、乱流の発生を適切に
行なわせることができる。
角板２ａ，２ｂを、風軸方向の各投影面が所要の一定の
直角三角形を保ち一定の投影面積に保たれるようにしな
がら揺動させると、風の高さ方向の速度勾配は所望の一
定状態に保たれたまま、揺動三角板２ａ，２ｂの底辺と
高さの比を変えるのに伴い、風の３成分の乱れの強さの
比を任意に変えて乱流を発生させることができる。ま
た、揺動三角板が直角三角形の基本三角板３ａ1，３ｂ1
と、同基本三角板３ａ1，３ｂ1に沿って摺動する拡張用
三角板３ａ2，３ｂ2とで構成されているので、上記可変
直角三角形の斜辺と底辺との交わる頂点Ｃを風軸方向に
移動させる操作が、拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の駆動に
より的確に行なわれるようになり、乱流の発生を適切に
行なわせることができる。
【００２０】さらに、左右の基本三角板３ａ1，３ｂ1を
左右対称に回動させる作用が、蝶番式回動機構を介して
適切に行なう利点もあり、特に同回動機構が、左右の基
本三角板３ａ1，３ｂ1をそれぞれ取り付けられた蝶番の
内軸10および外軸11の各下端部に装着されている傘歯車
12，13と、これらの傘歯車12，13を互いに逆転させるよ
うに同傘歯車12，13と噛み合う単一の駆動用傘歯車14と
を含んで構成されることにより同機構の構造の簡素化お
よび小型化がはかられる。
左右対称に回動させる作用が、蝶番式回動機構を介して
適切に行なう利点もあり、特に同回動機構が、左右の基
本三角板３ａ1，３ｂ1をそれぞれ取り付けられた蝶番の
内軸10および外軸11の各下端部に装着されている傘歯車
12，13と、これらの傘歯車12，13を互いに逆転させるよ
うに同傘歯車12，13と噛み合う単一の駆動用傘歯車14と
を含んで構成されることにより同機構の構造の簡素化お
よび小型化がはかられる。
【００２１】そして、上記蝶番式回動機構による左右の
基本三角板３ａ1，３ｂ1の回動作用と、上記シリンダー
式伸縮機構による拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の張り出し
および引っ込み作用と相まって、上記揺動三角板の風軸
方向投影面を一定にして風の高さ方向の速度勾配を一定
に保ちながら自然風に近い乱流を発生させる作用が的確
に行なわれるようになる。
基本三角板３ａ1，３ｂ1の回動作用と、上記シリンダー
式伸縮機構による拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の張り出し
および引っ込み作用と相まって、上記揺動三角板の風軸
方向投影面を一定にして風の高さ方向の速度勾配を一定
に保ちながら自然風に近い乱流を発生させる作用が的確
に行なわれるようになる。
【００２２】図６は第２実施形態を示す斜視図である。
ここでは、実際には図４で示したように、拡幅可能に重
ね合わせられている揺動三角板について一部省略して、
図１，図２と同様に１枚の三角板として画いている。ス
パイヤ40としての基本形は風５に直交する形［図２
(a)，(b)参照］であり、図６においてΔＡＢＣ0の揺動
三角板２ｂ0で画いているが、図示を省略した拡張用三
角板の頂点Ｄは図中Ｄ0の位置にある。このＣ０点が
Ｃ″点まで前進した時の頂点ＤはＤ1まで移動し、最終
的にＣ′′′＝Ｄ3まで移動する。本実施形態では、拡
張用三角板の頂点ＤがＤ0からＤ3まで移動する間にラッ
ク付き弯曲レール29を設け、この中をパルスモータ24に
よってピニオン23を走らせる。図８はこの拡張用三角板
の駆動装置としての拡張機構の断面図であり、同装置は
拡張用三角板３ｂ2のＤ点にピンジョイント28によって
首振り自在に取り付けた軸受ボックス25と、この軸受ボ
ックス25に取り付けたパルスモータ24とをそなえ、同モ
ータ24の駆動軸26の先端に取り付けたピニオン23は、レ
ール29に設けたラック27と噛み合っている。このように
して、揺動三角板２ａ，２ｂにおける拡張用三角板の外
側縁辺と底辺との交わる頂点Ｄ0を所定の弯曲レール29
に沿って移動させることにより、同拡張用三角板を基本
三角板から張り出させる拡張機構が構成される。三角板
２ａ，２ｂの鉛直縁辺ＡＢを蝶番構造として回動軸１ま
わりに回動自在に構成すれば、図４に示すような、三角
板３ａ1，３ｂ1を駆動する蝶番式回動機構は無くても、
基本三角板を回動させる機能は保持することができる。
ここでは、実際には図４で示したように、拡幅可能に重
ね合わせられている揺動三角板について一部省略して、
図１，図２と同様に１枚の三角板として画いている。ス
パイヤ40としての基本形は風５に直交する形［図２
(a)，(b)参照］であり、図６においてΔＡＢＣ0の揺動
三角板２ｂ0で画いているが、図示を省略した拡張用三
角板の頂点Ｄは図中Ｄ0の位置にある。このＣ０点が
Ｃ″点まで前進した時の頂点ＤはＤ1まで移動し、最終
的にＣ′′′＝Ｄ3まで移動する。本実施形態では、拡
張用三角板の頂点ＤがＤ0からＤ3まで移動する間にラッ
ク付き弯曲レール29を設け、この中をパルスモータ24に
よってピニオン23を走らせる。図８はこの拡張用三角板
の駆動装置としての拡張機構の断面図であり、同装置は
拡張用三角板３ｂ2のＤ点にピンジョイント28によって
首振り自在に取り付けた軸受ボックス25と、この軸受ボ
ックス25に取り付けたパルスモータ24とをそなえ、同モ
ータ24の駆動軸26の先端に取り付けたピニオン23は、レ
ール29に設けたラック27と噛み合っている。このように
して、揺動三角板２ａ，２ｂにおける拡張用三角板の外
側縁辺と底辺との交わる頂点Ｄ0を所定の弯曲レール29
に沿って移動させることにより、同拡張用三角板を基本
三角板から張り出させる拡張機構が構成される。三角板
２ａ，２ｂの鉛直縁辺ＡＢを蝶番構造として回動軸１ま
わりに回動自在に構成すれば、図４に示すような、三角
板３ａ1，３ｂ1を駆動する蝶番式回動機構は無くても、
基本三角板を回動させる機能は保持することができる。
【００２３】上述の第２実際形態では、前述の第１実施
形態の場合と同様の作用効果が得られるほか、特に上記
蝶番式回動機構による左右の基本三角板３ａ1，３ｂ1の
回動作用と、拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の外側縁辺と底
辺との交わる頂点Ｄ0を所定の弯曲レール29に沿って移
動させる作用と相まって、揺動三角板の風軸方向投影面
を一定にして風の高さ方向の速度勾配を一定に保ちなが
ら自然風に近い乱流を発生させる作用が的確に行なわれ
るようになる。
形態の場合と同様の作用効果が得られるほか、特に上記
蝶番式回動機構による左右の基本三角板３ａ1，３ｂ1の
回動作用と、拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の外側縁辺と底
辺との交わる頂点Ｄ0を所定の弯曲レール29に沿って移
動させる作用と相まって、揺動三角板の風軸方向投影面
を一定にして風の高さ方向の速度勾配を一定に保ちなが
ら自然風に近い乱流を発生させる作用が的確に行なわれ
るようになる。
【００２４】ところで、第１および第２実施形態におけ
る拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の縁辺ＡＤの下部は風路床
面の下方にあり、風路内の空気流が床面から流出するこ
とは、風路内の気流を乱す恐れがあるので、図９に示す
ように風路の床６の下方にはカバー７が取り付けられて
いる。また、図６において、三角板２ａ，２ｂは、Ｃ0
点からＣ′′′点まで連続的に移動する必要があれば、
風路床面には２つのΔＢＣ0Ｃ′′′の穴をあけておく
必要があるが、乱れの条件が決まって、三角板２ａ，２
ｂを固定しておく試験では、揺動三角板２ａ，２ｂの前
後の床面の穴は塞ぐこともある。
る拡張用三角板３ａ2，３ｂ2の縁辺ＡＤの下部は風路床
面の下方にあり、風路内の空気流が床面から流出するこ
とは、風路内の気流を乱す恐れがあるので、図９に示す
ように風路の床６の下方にはカバー７が取り付けられて
いる。また、図６において、三角板２ａ，２ｂは、Ｃ0
点からＣ′′′点まで連続的に移動する必要があれば、
風路床面には２つのΔＢＣ0Ｃ′′′の穴をあけておく
必要があるが、乱れの条件が決まって、三角板２ａ，２
ｂを固定しておく試験では、揺動三角板２ａ，２ｂの前
後の床面の穴は塞ぐこともある。
【００２５】図７は、図４に示すような傘歯車12，13，
14を含む蝶番式回動機構を、図６のラック23，モータ2
4，弯曲レール29等の拡張機構を含む構成に加えた第３
実施形態を示しているが、この場合は、両機構の各モー
タ18，24の作動の相互調整が行なわれる。上述の本発明
の各実施形態では、左右対称に設けられる揺動三角板が
基本三角板と拡張用三角板とで構成されているが、各揺
動三角板を単一の可変三角板として構成することも可能
であり、例えば、左右の直角三角形をなす可変三角板の
斜辺および底辺の各部分を伸縮可能のフレームで構成
し、これらのフレームと垂直フレームとで囲まれる空間
に張設された直角三角形状のシートを伸縮可能の材質で
形成したり、同シートに襞を付したりして対処すること
もできる。
14を含む蝶番式回動機構を、図６のラック23，モータ2
4，弯曲レール29等の拡張機構を含む構成に加えた第３
実施形態を示しているが、この場合は、両機構の各モー
タ18，24の作動の相互調整が行なわれる。上述の本発明
の各実施形態では、左右対称に設けられる揺動三角板が
基本三角板と拡張用三角板とで構成されているが、各揺
動三角板を単一の可変三角板として構成することも可能
であり、例えば、左右の直角三角形をなす可変三角板の
斜辺および底辺の各部分を伸縮可能のフレームで構成
し、これらのフレームと垂直フレームとで囲まれる空間
に張設された直角三角形状のシートを伸縮可能の材質で
形成したり、同シートに襞を付したりして対処すること
もできる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の風洞内乱
流発生装置によれば、次のような効果が得られる。 (1) 左右対称の２枚の揺動三角板を、風軸方向の各投影
面積が一定に保たれるようにしながら揺動させうる構成
になっているので、風の高さ方向の速度勾配が所要の一
定状態に保たれたまま、揺動三角板の底辺と高さの比を
変えることにより、風の３成分の乱れの強さの比を任意
に変えて乱流を発生させることができる。 (2) 上記揺動三角板が直角三角形の基本三角板と、同基
本三角板に沿って摺動する拡張用三角板とで構成される
と、上記可変直角三角形の斜辺と底辺との変わる頂点を
風軸方向に移動させる操作が、上記拡張用三角板の駆動
により的確に行なわれるようになり、所要の乱流の発生
を適切に行なわせることができる。 (3) 上記２枚の揺動三角板の各基本三角板が互いに垂直
縁辺を蝶番で連結される蝶番式回動機構により、上記の
各基本三角板を左右対称に適切に回動させることができ
る。 (4) 上記蝶番式回動機構として、左右の上記基本三角板
をそれぞれ取り付けられた蝶番の内軸および外軸の各下
端部に装着されている傘歯車と、これらの傘歯車を互い
に逆転させるように同傘歯車と噛み合う単一の駆動用傘
歯車とを含んだ構成を採用すると、上記蝶番式回動機構
の構造の簡素化および小型化をはかることができる。 (5) 上記蝶番式回動機構による左右の基本三角板の回動
作用と、上記シリンダ式伸縮機構による拡張用三角板の
張り出しおよび引っ込み作用と相まって、上記揺動三角
板の風軸方向投影面を一定にして風の高さ方向の速度勾
配を一定に保ちながら自然風に近い乱流を的確に発生さ
せることができる。 (6) 上記蝶番式回動機構による左右の基本三角板の回動
作用と、上記拡張用三角板の外側縁辺と底辺との交わる
頂点を所定の弯曲レールに沿って移動させる作用と相ま
って、上記揺動三角板の風軸方向投影面を一定にして風
の高さ方向の速度勾配を一定に保ちながら、自然風に近
い乱流を的確に発生させることができる。 (7) 上記各項により、風洞内に設置される構築物模型等
を含んだ地形模型に対して自然風に近い空気流を適切に
送り込めるようになり、これにより構築物等についての
精密な空力性能データが得られるので、同構築物等の耐
風性能設計を的確に行なえるようになる効果がある。
流発生装置によれば、次のような効果が得られる。 (1) 左右対称の２枚の揺動三角板を、風軸方向の各投影
面積が一定に保たれるようにしながら揺動させうる構成
になっているので、風の高さ方向の速度勾配が所要の一
定状態に保たれたまま、揺動三角板の底辺と高さの比を
変えることにより、風の３成分の乱れの強さの比を任意
に変えて乱流を発生させることができる。 (2) 上記揺動三角板が直角三角形の基本三角板と、同基
本三角板に沿って摺動する拡張用三角板とで構成される
と、上記可変直角三角形の斜辺と底辺との変わる頂点を
風軸方向に移動させる操作が、上記拡張用三角板の駆動
により的確に行なわれるようになり、所要の乱流の発生
を適切に行なわせることができる。 (3) 上記２枚の揺動三角板の各基本三角板が互いに垂直
縁辺を蝶番で連結される蝶番式回動機構により、上記の
各基本三角板を左右対称に適切に回動させることができ
る。 (4) 上記蝶番式回動機構として、左右の上記基本三角板
をそれぞれ取り付けられた蝶番の内軸および外軸の各下
端部に装着されている傘歯車と、これらの傘歯車を互い
に逆転させるように同傘歯車と噛み合う単一の駆動用傘
歯車とを含んだ構成を採用すると、上記蝶番式回動機構
の構造の簡素化および小型化をはかることができる。 (5) 上記蝶番式回動機構による左右の基本三角板の回動
作用と、上記シリンダ式伸縮機構による拡張用三角板の
張り出しおよび引っ込み作用と相まって、上記揺動三角
板の風軸方向投影面を一定にして風の高さ方向の速度勾
配を一定に保ちながら自然風に近い乱流を的確に発生さ
せることができる。 (6) 上記蝶番式回動機構による左右の基本三角板の回動
作用と、上記拡張用三角板の外側縁辺と底辺との交わる
頂点を所定の弯曲レールに沿って移動させる作用と相ま
って、上記揺動三角板の風軸方向投影面を一定にして風
の高さ方向の速度勾配を一定に保ちながら、自然風に近
い乱流を的確に発生させることができる。 (7) 上記各項により、風洞内に設置される構築物模型等
を含んだ地形模型に対して自然風に近い空気流を適切に
送り込めるようになり、これにより構築物等についての
精密な空力性能データが得られるので、同構築物等の耐
風性能設計を的確に行なえるようになる効果がある。
【図１】本発明の風洞内乱流発生装置の概略を示す全体
斜視図である。
斜視図である。
【図２】(a)，(c)，(e)図は図１の装置の各種状態を示
す平面図であり、(b)，(d)，(f)図は(a)，(c)，(e)図に
対応してその風軸方向の投影を示す正面図である。
す平面図であり、(b)，(d)，(f)図は(a)，(c)，(e)図に
対応してその風軸方向の投影を示す正面図である。
【図３】図１の装置における揺動三角板の回動による各
種状態の投影図である。
種状態の投影図である。
【図４】本発明の第１実施形態としての風洞内乱流発生
装置を示す正面図である。
装置を示す正面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態としての風洞内乱流発生
装置の概略を示す全体斜視図である。
装置の概略を示す全体斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態としての風洞内乱流発生
装置の概略を示す全体斜視図である。
装置の概略を示す全体斜視図である。
【図８】図６および図７における拡張機構の断面図であ
る。
る。
【図９】図４，図６および図７の各装置における風路床
下のカバーを示す断面図である。
下のカバーを示す断面図である。
【図10】従来の風洞内乱流発生装置を示す斜視図であ
る。
る。
【図11】(a)，(c)，(e)図は図10の装置の各種状態を示
す平面図であり、(b)，(d)，(f)図は(a)，(c)，(e)図に
対応してその風軸方向の投影を示す正面図である。
す平面図であり、(b)，(d)，(f)図は(a)，(c)，(e)図に
対応してその風軸方向の投影を示す正面図である。
１ 回動軸 ２ａ，２ｂ 三角板 ３ａ1 基本三角板 ３ａ2 拡張三角板 ３ｂ1 基本三角板 ３ｂ2 拡張三角板 ４ 固定三角板 ６ 風路床 ７ カバー ９ａ，９ｂ ピン 10 駆動内軸 11 駆動外軸 12，13，14 傘歯車 15 ホィール 16 ウォーム 17 駆動軸 18 パルスモータ 19ａ，19ｂ ガイド 20ａ，20ｂ ピン 21ａ，21ｂ ロッド 22ａ，22ｂ パワーシリンダ 23 ピニオン 24 パルスモータ 25 軸受ボックス 26 駆動軸 27 ラック 28 ピンジョイント 29 レール
フロントページの続き (56)参考文献 実開 平６−300661（ＪＰ，Ｕ) 実開 平８−261868（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 9/04
Claims (6)
- 【請求項１】 風洞内の風軸方向に沿うように風路床面
に立設固定された後流板としての直角三角形の固定三角
板と、同固定三角板の垂直縁辺を共通縁辺とする左右対
称の２枚の可変直角三角形の揺動三角板とをそなえ、上
記揺動三角板の揺動時に同三角板の風軸方向における投
影面を常に一定の直角三角形に保つべく、上記可変直角
三角形の斜辺と底辺との交わる頂点を風軸方向に移動さ
せる駆動変形機構が、上記揺動三角板に設けられたこと
を特徴とする、風洞内乱流発生装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の風洞内乱流発生装置に
おいて、上記２枚の可変直角三角形の揺動三角板が、上
記垂直縁辺を有する直角三角形の基本三角板と、同基本
三角板に沿って摺動する拡張用三角板とをそなえて構成
されたことを特徴とする、風洞内乱流発生装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の風洞内乱流発生装置に
おいて、上記２枚の揺動三角板の各基本三角板が互いに
垂直縁辺を蝶番で連結されるとともに、上記蝶番を介し
て上記２枚の揺動三角板の各基本三角板を左右対称に回
動させる蝶番式回動機構が設けられたことを特徴とす
る、風洞内乱流発生装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の風洞内乱流発生装置に
おいて、上記蝶番式回動機構が、左右の上記基本三角板
をそれぞれ取り付けられた蝶番の内軸および外軸の各下
端部に装着されている傘歯車と、これらの傘歯車を互い
に逆転させるように同傘歯車と噛み合う単一の駆動用傘
歯車とを含んで構成されたことを特徴とする、風洞内乱
流発生装置。 - 【請求項５】 請求項３または４に記載の風洞内乱流発
生装置において、上記駆動変形機構が、上記蝶番式回動
機構と、上記の基本三角板および拡張用三角板にそれぞ
れ基端と伸縮端とを取り付けられたシリンダー式伸縮機
構とで構成されていることを特徴とする、風洞内乱流発
生装置。 - 【請求項６】 請求項３または４に記載の風洞内乱流発
生装置において、上記駆動変形機構が、上記蝶番式回動
機構と、上記拡張用三角板の外側縁辺と底辺との交わる
頂点を所定の弯曲レールに沿って移動させることにより
同拡張用三角板を上記基本三角板から張り出させる拡張
機構とで構成されたことを特徴とする、風洞内乱流発生
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22969095A JP3174721B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 風洞内乱流発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22969095A JP3174721B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 風洞内乱流発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954009A JPH0954009A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3174721B2 true JP3174721B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=16896180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22969095A Expired - Fee Related JP3174721B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 風洞内乱流発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174721B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112504621B (zh) * | 2020-11-26 | 2023-03-10 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种阻塞比连续可调的尖劈装置 |
-
1995
- 1995-08-15 JP JP22969095A patent/JP3174721B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0954009A (ja) | 1997-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010228 |
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