ピーク負圧と位相解析

Abstract

建築物に作用する風圧変動波形と振幅及び位相特性の関係を，自然風中で観測された潮岬風力実験所での大型高層建築物模型の壁面に作用する風圧変動の解析によって調べた。風上面に作用する正圧変動の波形と側面に作用する負圧変動の波形は，極めて異なっているが，振幅スペクトルを固定し位相スペクトルを交換した場合，それぞれの波形は元の波形と極めて類似する。特に，ピーク負圧は，正圧変動の振幅スペクトルと負圧変動の位相スペクトルの組合せによって極めて良く再現できることから，ピーク負圧の出現は位相特性によって支配されていると考えられる。ウェーブレット解析によって周波数ごとの波形の位相を調べた結果，ピーク負圧出現時には，ある周波数を中心として複数の周波数で位相が揃っていることが確認された。このことは，ピーク負圧の原因となる強い渦がある周波数領域で階層構造を保っていることを示している。

Amplitude and phase characteristics of pressure fluctuations observed in a large scale building model in natural wind were investigated by Fourier and wavelet analyses. Characteristics of the pressure fluctuation do not depend on the amplitude characteristics but mainly on the phase characteristics. Particularly large peak suction on a side face for glancing wind occurs when the phase of several components is arranged in some frequency region so that peaks of each component waves appear at the same time. The arrangement occurs randomly and the arrangement range of the frequency is different from a peak to a peak.