既有風力監測系統

整體建築風力量測設備安裝如圖(3-1 至 3-9)所示，而目前之監測系統係 以 VB 程式撰寫而成(圖 3-10)，其主要內容包含:

1. 試驗基本資料輸入(取樣頻率、採樣數、風向角等) 2. 基底平均風力輸出

3. 六力平衡儀之歷時電壓顯示 4. 參考風速

建築風洞試驗監控系統規劃研究

26

藉由歷年來風力實驗進行之成果，發現該系統尚可加強改善之處如 下，以能讓現場監測數據更加完備，對於實驗中結果正確與否，能即時 被發現並修正。

1. 模型安裝需於風力實驗前先行量測 1 次六力平衡儀所得基本受力大 小，視為試驗基準值，並於實驗後二次手動修正將各風向所得風力數 據扣除該基準值，方為實際受風力大小。該流程可加以簡化，於第一 次風向角 0 度時(無風下)量測建立，將該基準數據定為局部常數，而 後續不同風向角風力實驗，可讀取該常數(基準值)並扣除，於實驗中 即可得知實際風力數據，無需再後製作業，同時可縮短報告彙整時間。

2. 六力平衡儀經由校正後，校正報告中會呈現電壓與受力關係以之 6×6 矩陣來加以轉換為實際基底受力，目前 VB 系統僅能顯示電壓歷時而 非風力歷時，該部份仍待補強或更新。

3. 由於風洞實驗中來流風向係固定，故全域座標系統以順風向為 X 向，

橫風向為 Y 向。但就建築結構而言，其 X、Y 向通常以勁度強/弱軸來 區別與風向無關，實驗時因需考慮不同風向之風力歷時，故將其安裝 於旋轉盤上，此時將與來流方向產生一夾角；亦即六力平衡儀所量得 之風力歷時與結構強/弱軸方向一致(設定為局部座標)，如需討論不同 來流風向角下之風力影響，則六力平衡儀所量得數據需加以轉換至全 域座標，該座標轉換過程可再加以納入新建系統中。

4. 將風力歷時資料加以傅立葉轉換(FFT)至頻率域上並正規化後之風力 頻譜分析，可得知該建物模型因渦散作用所產生之特徵頻率(渦散頻 率)，它與風速及結構物幾何形狀、大小有關，常以無因次化常數 ( Strouhal No.)來比較。此部分分析通常需經後置處理運算方可顯示，

於既有 VB 系統中尚未呈現。

第三章 風力監測系統建置

27

圖 3-1 建築風力量測配置

（資料來源：本研究）

圖 3-2 建築基底安裝接合

（資料來源：本研究）

圖 3-3 建築模型與六力平衡儀連結

（資料來源：本研究）

建築風洞試驗監控系統規劃研究

28

圖 3-4 六力平衡儀安裝於旋轉台上

（資料來源：本研究）

圖 3-5 訊號接收與放大器

（資料來源：本研究）

圖 3-6 訊號自 RS232 接頭轉換至 BNC 接頭

（資料來源：本研究）

電源線

第三章 風力監測系統建置

29

圖 3-7 輸出六個力量訊號

（資料來源：本研究）

圖 3-8 六個力量訊號接至 NI 模組

（資料來源：本研究）

圖 3-9 監測系統接收訊號並記錄受力歷時資料

（資料來源：本研究）

建築風洞試驗監控系統規劃研究

30

圖 3-10 既有之風力監測系統(VB)

（資料來源：本研究）