JPH1082716A

JPH1082716A - 乱流発生装置

Info

Publication number: JPH1082716A
Application number: JP26024396A
Authority: JP
Inventors: Yoshitami Nonomura; 善民野々村
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】水平方向および鉛直方向の乱流を容易に生成
する。【解決手段】モータ２２はパソコン２８の制御のもと
で周期的に回転方向を切り換える。モータ２２が時計回
りに回転すると、この回転は各ピニオン・ラック機構２
４により各ロッド２６に伝達され、ロッド２６は鉛直上
方に移動する。その結果、各翼体４の下面はローラ３２
により上方に押圧され、翼体４は支軸２０を中心に揺動
して翼体４の頂部は上昇し、翼体４の高さは高くなる。
この状態では、風洞１０内の上下方向における広い範囲
で気流Ｘが阻止されるので、翼体４の風下側では主に水
平方向の乱流が発生する。一方、モータ２２が逆転する
と、ロッド２６は下降し、正面から見て翼体４の高さは
低くなるため、風洞１０の床１６近傍と上部とで風速に
差が生じ、主に鉛直方向の乱流が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、風洞内で乱流を発
生させる装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】風洞実験を行う場合、風洞内で乱流の生
成が必要となることがしばしばある。このような場合、
乱流は以下のいずれかの方法により発生させている。（１）風洞内にスパイヤーあるいはフィンなどと呼ばれ
る翼体を、風洞実験の対象部の風上側に１つまたは複数
設置し、それを鉛直軸を中心に回転または揺動させる。（２）風洞実験の対象物を載置するターンテーブルを回
転させる。（３）風上側に、風の流動を妨げるラフネスブロックを
配置する。これらの方法の内、（１）の翼体を用いる方法は、乱流
の態様は翼体の回転速度や、揺動範囲を変えることによ
り種々に変化させることができ、多様な乱流を発生させ
ることができるので、従来より風洞実験において広く用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の翼体
を用いる方法では翼体を単に鉛直軸を中心に回転あるい
は揺動させるのみであるから、発生する乱流は主に水平
方向で向きや強さが変化するものとなる。しかし、風洞
実験では、水平方向の乱流だけでなく、鉛直方向の乱流
が必要となる場合も多々あり、これには、翼体の形状や
高さを変えたり、翼体を水平に設置できるように風洞設
備を整えたりして対応することになる。しかしながら、
このような方法で鉛直方向の乱流を発生させたのでは、
翼体の変更や設備の切り換えに手間と時間が掛かり、効
率よく風洞実験を行うことは難しい。そこで本発明の目
的は、水平方向および鉛直方向の両方の乱流を容易に生
成できる乱流発生装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、風洞の横断面の幅より幅が狭く、風洞の床か
ら所定の高さまでの範囲で気流を阻止する抵抗体を、風
洞内に配置して下流側に乱流を発生させる装置であっ
て、前記抵抗体の、前記床からの高さを可変とした状態
で前記抵抗体を支持する支持手段と、前記抵抗体を駆動
して前記抵抗体の高さを周期的に変化させる駆動手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００５】本発明はまた、前記支持手段が、前記抵抗
体の端部を前記床上に軸支して、前記抵抗体を風洞の長
手方向に平行な鉛直面内で揺動可能とし、前記駆動手段
は、前記抵抗体を揺動させることで前記抵抗体の高さを
変化させることを特徴とする。本発明はまた、前記駆動
手段が、モータと、ピニオン・ラック機構と、ロッドと
を含み、前記ピニオン・ラック機構のラックは、長手方
向を前記ロッドの長手方向に一致させて前記ロッドに固
着され、前記ロッドは風洞の床を挿通してその頂部が前
記抵抗体の下面に当接し、前記モータは前記ピニオン・
ラック機構のピニオンを回転させることを特徴とする。

【０００６】本発明はまた、前記モータの回転方向を切
り換え制御するコンピュータをさらに備えたことを特徴
とする。本発明はまた、前記コンピュータが前記モータ
の回転速度を制御することを特徴とする。本発明はま
た、複数の前記抵抗体が、風洞の横断方向に並設されて
いることを特徴とする。本発明はまた、前記抵抗体が風
洞内で用いられる風速範囲の風の風力が作用してもその
風力によっては動かない程度の重量を有していることを
特徴とする。

【０００７】本発明の乱流発生装置では、抵抗体が支持
手段により、風洞の床からの高さを可変とした状態で支
持され、駆動手段は、この抵抗体を駆動して抵抗体の高
さを周期的に変化させる。そして、抵抗体の高さが高く
なった状態では、風洞内の上下方向における広い範囲で
気流が阻止されるので、抵抗体の風下側では主に水平方
向の乱流が発生する。一方、抵抗体の高さが低くなった
状態では、風洞の床近傍の風速と、上部の風速とに差が
生じるため、抵抗体の風下側では主に鉛直方向の乱流が
発生する。したがって、本発明の乱流発生装置では、翼
体の交換や風洞設備の切り換えを行うことなく、水平方
向の乱流および鉛直方向の乱流を極めて容易に生成する
ことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照して説明する。図１は本発明による乱流発生装置
の一例を示す構成図であり、風洞の縦断面を示してい
る。また、図２は、図１の乱流発生装置を構成する翼体
が高くなった状態を示すＡ−Ａ線断面図、図３は、図１
の乱流発生装置を構成する翼体が低くなった状態を示す
Ａ−Ａ線断面図である。

【０００９】図１に示すように、この乱流発生装置２
は、翼体４（本発明に係わる抵抗体）、その支持手段
６、翼体４の駆動手段８などにより構成されている。風
洞１０内の水平なターンテーブル１２上には一例として
実験対象の建物の模型１４が配置されており、翼体４は
その風上側に、板面を風洞１０の横断方向と平行にし、
風上側に傾斜した状態で配置されている。本実施例で
は、図２、図３に示すように、３枚の翼体４が、風洞１
０の横断方向に間隔をおいて並設されている。各翼体４
は、本実施例では、底辺が風洞１０の床１６に接する二
等辺三角形の形状となっており、各翼体４は実験で用い
る風速の範囲の風の風力が作用しても動かない程度の重
量で形成されている。この場合、翼体４の重量は、その
材料自体により決定してもよく、あるいは、重りを取着
することで重量を大きくするようにしてもよい。

【００１０】各翼体４の支持手段６は、軸受１８と支軸
２０とにより構成されている。軸受１８は翼体４の下端
に設けられており、一方、支軸２０は、風洞１０の横断
方向に平行に配置して床１６に固定され、軸受１８に緩
挿されている。したがって、翼体４は支軸２０を中心
に、風洞１０の長手方向に平行な鉛直面内で揺動可能と
なっている。

【００１１】各翼体４の駆動手段８は、モータ２２、ピ
ニオン・ラック機構２４、ロッド２６、パーソナルコン
ピュータ２８（以下、パソコン２８という）などにより
構成されている。ロッド２６は、不図示の軸受ブロック
を介して上下に移動可能な状態で鉛直に支持され、上部
は貫通孔３０を通って床１６の上に突出している。ロッ
ド２６の頂部には、ローラ３２が、支軸を風洞１０の横
断方向に平行にして取着され、このローラ３２は翼体４
の下面に当接している。

【００１２】ピニオン・ラック機構２４のラック３４
は、鉛直にしてロッド２６の側部に固着され、一方、ピ
ニオン・ラック機構２４のピニオン３６はモータ２２の
回転軸に取り付けられている。パソコン２８は３台のモ
ータ２２を制御して、モータ２２の回転速度を適切に設
定し、そして、モータ２２の回転方向を周期的に切り換
える。

【００１３】次に、このように構成された乱流発生装置
２の動作を説明する。各モータ２２はパソコン２８によ
る制御のもとで動作し、パソコン２８から指示された回
転速度で回転し、そして、周期的に回転方向を切り換え
る。例えば、図１においてモータ２２が時計回りに回転
すると、この回転は各ピニオン・ラック機構２４により
各ロッド２６に伝達され、ロッド２６は鉛直上方に移動
する。その結果、各翼体４の下面はローラ３２により上
方に突き上げられ、翼体４は支軸２０を中心に揺動して
翼体４の頂部は上昇し、図２に示すように、翼体４の高
さは高くなる。この状態では、風洞１０内の上下方向に
おける広い範囲で気流Ｘが阻止されるので、翼体４の風
下側では主に水平方向の乱流が発生する。

【００１４】その後、モータ２２がパソコン２８からの
指示により回転方向を反転させ、図１においてモータ２
２が反時計回りに回転すると、この回転は上述の場合と
同様に各ピニオン・ラック機構２４により各ロッド２６
に伝達され、ロッド２６は鉛直下方に移動する。その結
果、各翼体４はその下面がローラ３２に当接した状態
で、支軸２０を中心に揺動して翼体４の頂部は下降し、
図３に示すように、翼体４の高さは低くなる。この状態
では、風洞１０の床１６近傍の風速と、風洞１０内の上
部の風速とに差が生じるため、翼体４の風下側では主に
鉛直方向の乱流が発生する。

【００１５】すなわち、本実施例の乱流発生装置２で
は、モータ２２の回転、および回転方向の切り換えによ
り、翼体４が周期的に上下して高さが変化するため、水
平方向と鉛直方向の両方の乱流が得られる。そして、従
来のように翼体の交換や風洞設備の切り換えを行う必要
がないので、このような乱流を極めて容易に得ることが
できる。

【００１６】なお、上記実施例はあくまでも一例であ
り、本発明はこれに限定されることなく種々の形態で実
施することができる。例えば、上記実施例では翼体４を
揺動させて高さが変化する構成としたが、揺動させる代
りに、翼体４を鉛直に配置しロッド２６に直接固定して
ロッド２６と一体に上下させることも可能である。さら
に、ロッド２６を上下させるために、モータ２２の代り
にエアシリンダやリニアモータなどを用いることも可能
である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、抵抗体が
支持手段により、風洞の床からの高さが可変の状態で支
持され、駆動手段は、この抵抗体を駆動して抵抗体の高
さを周期的に変化させる。そして、抵抗体の高さが高く
なった状態では、風洞内の上下方向における広い範囲で
気流が阻止されるので、抵抗体の風下側では主に水平方
向の乱流が発生する。一方、抵抗体の高さが低くなった
状態では、風洞の床近傍の風速と、上部の風速とに差が
生じるため、抵抗体の風下側では主に鉛直方向の乱流が
発生する。したがって、本発明の乱流発生装置では、翼
体の交換や風洞設備の切り換え行うことなく、水平方向
の乱流および鉛直方向の乱流を極めて容易に生成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による乱流発生装置の一例を示す構成図
である。

【図２】図１の乱流発生装置を構成する翼体が高くなっ
た状態を示すＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１の乱流発生装置を構成する翼体が低くなっ
た状態を示すＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

２乱流発生装置４翼体６支持手段８駆動手段１０風洞１２ターンテーブル１４模型１６床２２モータ２４ピニオン・ラック機構２６ロッド２８パーソナルコンピュータ（パソコン）３２ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】風洞の横断面の幅より幅が狭く、風洞の
床から所定の高さまでの範囲で気流を阻止する抵抗体
を、風洞内に配置して下流側に乱流を発生させる装置で
あって、前記抵抗体の、前記床からの高さを可変とした状態で前
記抵抗体を支持する支持手段と、前記抵抗体を駆動して前記抵抗体の高さを周期的に変化
させる駆動手段と、を備えたことを特徴とする乱流発生装置。
【請求項２】前記支持手段は、前記抵抗体の端部を前
記床上に軸支して、前記抵抗体を風洞の長手方向に平行
な鉛直面内で揺動可能とし、前記駆動手段は、前記抵抗
体を揺動させることで前記抵抗体の高さを変化させる請
求項１記載の乱流発生装置。
【請求項３】前記駆動手段は、モータと、ピニオン・
ラック機構と、ロッドとを含み、前記ピニオン・ラック
機構のラックは、長手方向を前記ロッドの長手方向に一
致させて前記ロッドに固着され、前記ロッドは風洞の床
を挿通してその頂部が前記抵抗体の下面に当接し、前記
モータは前記ピニオン・ラック機構のピニオンを回転さ
せる請求項２記載の乱流発生装置。
【請求項４】前記モータの回転方向を切り換え制御す
るコンピュータをさらに備えた請求項３記載の乱流発生
装置。
【請求項５】前記コンピュータは前記モータの回転速
度を制御する請求項４記載の乱流発生装置。
【請求項６】複数の前記抵抗体が、風洞の横断方向に
並設されている請求項１ないし５のいずれかに記載の乱
流発生装置。
【請求項７】前記抵抗体は風洞内で用いられる風速範
囲の風の風力が作用してもその風力によっては動かない
程度の重量を有している請求項１〜６のいずれかに記載
の乱流発生装置。