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교량기본단면의 와류진동에 미치는 난류효과에 대한구조감쇠의 영향

Effects of Structural Damping on the Vortex-Induced Response of Basic Bridge Sections in Turbulent flows

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본 연구는 구조감쇠를 달리한 교량기본단면의 와류진동 응답에 미치는 난류의 영향을 파악하는 것을 목적으로 능동적 난류발생법에 의해 각종 변동풍을 2차원 풍동내에 생성하였으며, 생성된 기류중에서 변장비 1:2의 직사각형단면(Model A) 및 정삼각형 페어링을 부착한 육각형단면(Model B)에 대한 와류진동응답실험을 행하였다. 실험결과로서, Model A의 와류진동 최대진폭은 난류강도의 증가에 따라 현저히 감소하며, 구조감쇠가 증가할수록 이러한 경향은 더 두드려졌고 와류진동발생영역의 면적도 급격히 축소되었다. Model AF의 경우는 Model A에 비하여 효과는 적지만, 감쇠가 증가할수록 난류중 최대응답이 감소하였으며, 발생면적도 약 75%이하로 축소되었다. 난류 스케일의 변황에 대해서는 두 단면 모두 영향은 크게 받지 않았다. 또, 와류진동에 최대응답에 구조감쇠는 선형적으로 반비례하는 것에 의거하여 저감쇠상태의 응답으로부터 추정된 와류진동 최대응답은 본 실험에서 얻어진 실제 응답에 비하여 상당히 작게 평가되므로 구조감쇠의 상사에 충분한 주의가 필요한 것으로 판단된다.

Abstract

This study is focused on the effects of turbulence characteristics on the vortex-induced response of basic bridge sections with change of structural damping. Turbulent flows are generated using an active simulation method controling turbulence characteristics independently. The response tests for two dimensional models are carried out in turbulent flows and smooth flow, where the structural damping of models are varied by electromagnetic dampers. Employed sectional shapes of models are the rectangular shape with aspect ratio of 2 (Model-A) and hexagonal shape (Model-AF). As the results of experiments, the maximum amplitude of vortex-induced response of Model A is decreased with increasement of turbulent intensity and that is more significant in the state of higher damping. In the case of Model-AF, the turbulence effects to the maximum amplitude of vortex induced oscillation are not so strong compare to Model-A, however the occurrence area in V-A curves is reduced by the existence of wind velocity fluctuations. As the structural damping increases, the response of Model-AF is decreased with the increasement of turbulence intensity. The change of turbulence scale does not affect the vortex induced response of Model-A and AF.

참고문헌 (9)

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