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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:廖甫斌
研究生(外文):Liau, Fuu-Bin
論文名稱:橫風向振動對三維矩柱體所受風力特性的影響
論文名稱(外文):Aerodynamics of Three dimensional Rectangular Cylinders under Acrosswind Vibrations
指導教授:鄭啟明鄭啟明引用關係
指導教授(外文):Chii-Ming Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:200
中文關鍵詞:強制振動氣動力氣動力阻尼風洞高層建築
外文關鍵詞:Force oscillationAerodynamicsAerodynamic dampingWind tunnelHighrice building
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隨著近代高層建築的興起,由於建物本身較傳統結構物之勁度低,其
自然頻率亦降低,風場渦散頻率因而可與之接近,使風力作用可能超越地
震力而主導結構分析所考慮之外力。目前對於結構物在風力作用下的預測
,順風向振動由於發生原因較單純而有可靠方法外,橫風向及扭轉向振動
因影響的變數太多,且又可能會出現氣動力不穩定現象而難以預測。在一
般設計風速內,橫風向位移反應較可能發生氣動力不穩定之鎖住現象(
lock-in),而成為分析結構受風作用時的主要研究方向。本文研究橫風向
振動對三維矩柱體所受風力特性的影響,以矩柱長寬比、流場特性、強制
振動振頻及振幅比為控制變數,探討矩柱之風力係數、整體相關尺度、尖
峰因子,風力頻譜及氣動力勁度及阻尼效應。最後並對橫風向位移反應進
行預測。

實驗結果顯示,小於臨界長寬比之矩柱受橫風向振動會提昇流場之共振現
象、擴大鎖定範圍、提高風力係數及相關尺度。大於臨界長寬比之矩柱其
現象則不明顯。本文同時利用橫風向振動實驗,建立了與振動條件相關之
氣動力阻尼與氣動力勁度係數。為探討結構振動與流場之互制關係,將所
求得之氣動力係數代入運動方程式中,計算其橫風向擾動位移反應,結果
顯示,小於臨界長寬比之矩柱,有明顯的負值氣動力阻尼力使橫風向位移
反應因而放大。大於臨界長寬比之矩柱則無此現象。
Due to slenderness and less rigidity , wind loads become the
dominate lateral force for highrice building design . Excessive
building motion could introduce extra motion related force and
cause aerodynamic instability , especially in the acrosswind
direction .The aerodynamic characteristics of oscillation
retangular cylinders in turbulentboundary layer flows were
studied through wind tunnel model test . Experimental parameters
such as: depth-to-width ratio , flow features , vibration
amplitudeand vibration frequency were used to study the motion
effects on aerodynamic damping , mean and r.m.s. force
coefficients , power spectral densities , spatial correlation
and local pressure of the retangular cylinders . The results of
oscillating model tests indicate that for model with depth-to-
width ratio smaller than critical value acrosswind oscillation
will amplify the so call "synchronization" phenomenon , enlarge
the lock-in range , increase the spanwise correlation length and
mean and r.m.s. force coefficients of the rectangular cylinders
.The non-dimensionalized aerodynamic stiffness andaerodynamic
damping coefficients were obtained based upon the acrosswind
oscillation models tests . Aerodynamic stiffness and aerodynamic
damping coefficients coupled with forced spectra obtained
through stationary pressure models tests were used to estimated
the acrosswind response .The results show that , the effects of
aerodynamic damping of the rectangular cylinders which depth-to-
width ratio is smaller than critical depth-to-width ratio is
very strong.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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