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市街地における火災旋風予測手法の構築

Research Project

Project/Area Number 15656146
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Town planning/Architectural planning
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

松山 賢  東京理科大学, 総合研究所 火災科学研究部門, 講師 (10307704)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉川 友章  東京理科大学, 総合研究所 火災科学研究部門, 教授 (70284122)
若松 孝旺  東京理科大学, 総合研究所 火災科学研究部門, 教授 (20201147)
大宮 喜文  東京理科大学, 理工学部 建築学科, 講師 (10287469)
林 吉彦  独立行政法人建築研究所, 防火研究グループ, 上席研究員 (70212157)
Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords市街地火災 / 火災旋風 / 発生メカニズム / 模型実験 / PIVシステム / 予測モデル / 発生・減衰モデル / CFD / FDS
Research Abstract

本研究は,火災旋風の発生メカニズムを解明するとともに,火災旋風の危険性を定量的に予測するモデルの構築を行い,大都市大震災時に想定される同時多発火災による火災旋風の被害を軽減化する対策の検討に資することを目的としている。本年度は,昨年度に引き続き,火災旋風の基礎的性状や発生条件の定性的,定量的な把握を目的とし,(無風下での)模型実験を系統的に行い,併せて,火災旋風が発生した際における挙動を把握するための実用モデルの構築を目指した。下記に本年度得た知見を記述する。
i)火災旋風の発生メカニズムの実験的解明:旋回火炎の内部は,ガス濃度が非常に高くなったことを勘案すると,外気の巻き込みが容易になる火炎上方において,完全燃焼に至ることが分かった。旋回火炎の発熱速度は循環値の増大に伴い,設定発熱速度に近づき,また安定した旋回火炎形成時は燃焼効率が高くなった。無次元循環値がおよそ0.94[-]を上回ると旋回火炎へと遷移することが分かった。平均温度分布350℃における高さに対し,1.3倍を乗ずれば,旋回火炎の平均火炎高さが予測可能である。火炎内部では流体の粘性の影響により,流速は線形的に増加することが分かった。また,0.035m以降は旋回の遠心力により最大流速部分が衝立方向へ遷移するが,衝立近傍では粘性の影響により流速は0に漸近することが分かった。
ii)火災旋風のモデリング:本研究では火災旋風の発生から衰退までを表現するモデルを提案し,その試算として,旋風の発展と衰退までを表現するモデルを示した。本計算では,模型実験からモデルへ拡張するためのパラメータをいくつか使用したが,未だ仮定によるものが多く,今後,種々の条件に関しての実験を行い,有効な知見を多く得る必要があり,改良の余地はあるが,火災旋風の発生から衰退までを表現するモデルとしては十分実用に耐え得るものである。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (8 results) Publications (3 results)

  • [Journal Article] 旋回火炎の発生・発達機構に関する研究-その1 模型実験による解析-2005

    • Author(s)
      石川 直央
    • Journal Title

      日本建築学会関東支部研究報告集

      Pages: 497-500

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 旋回火炎の発生・発達機構に関する研究 -その2 旋回火炎の発生・減衰モデルの構築-2005

    • Author(s)
      小林 武雅
    • Journal Title

      日本建築学会関東支部研究報告集

      Pages: 501-504

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] FDSを用いた火災性状の再現性に関する研究2004

    • Author(s)
      田中 透一
    • Journal Title

      日本火災学会研究発表会概要集

      Pages: 298-301

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究-その1 模型実験による解析-2004

    • Author(s)
      松山 賢
    • Journal Title

      日本火災学会研究発表会概要集

      Pages: 550-553

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究 -その2CFDによる解析-2004

    • Author(s)
      石川 直央
    • Journal Title

      日本火災学会研究発表会概要集

      Pages: 554-557

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究 その1 模型実験による解析2004

    • Author(s)
      松山 賢
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Pages: 317-318

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 火災旋風の発生・発達機構に関する研究 その2 CFDによる解析2004

    • Author(s)
      石川 直央
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      Pages: 319-320

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental and numerical studies on fire whirls2004

    • Author(s)
      Ken Matsuyama
    • Journal Title

      Proceedings of The 6th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology

      Pages: 91-101

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 松山 賢: "火災旋風の発生メカニズム その1 火災旋風の実験的解析"日本建築学会関東支部研究報告集. 457-461 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 田中透一: "火災旋風の発生メカニズム その2 自由空間内における燃焼の再現性"日本建築学会関東支部研究報告集. 462-465 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 石川 直央: "火災旋風の発生メカニズム その3 CFD解析"日本建築学会関東支部研究報告集. 466-469 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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