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地域による雪質の違い等の熱的影響を組み込んだ雪の飛散・堆積のCFDモデルの開発

Research Project

Project/Area Number 17686051
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Architectural environment/equipment
Research InstitutionNiigata Institute of Technology

Principal Investigator

富永 禎秀  新潟工科大学, 工学部, 教授 (00278079)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2005: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords雪 / CFD / 飛散・堆積 / 熱的影響 / 実測 / 地域特性
Research Abstract

既存の建物周辺の雪の飛散・堆積のCFD予測モデルをさらに精緻化するために、砂粒子を用いた基礎的な風洞実験を行い、主として粒子のsaltationによる移動現象についての検討を行った。飛砂量の測定結果から、風速が大きくなると、飛砂量が急激に増加することを確認した。また立方体周辺では、風上側角部に大きな吹き払いが形成され、その吹き払い域の風下側に若干の堆積が確認された。また飛砂実験で取得したデータを基に砂のSaltationによる侵食のCFD解析を行った。今回使用したような比較的単純なモデル化であっても、実験で見られた立方体風上側角部の大きな吹き払い域の形状をよく再現することが確認された。
さらに雪の堆積モデルについての理論的な考察を行い、雪面での侵食量を堆積モデルにどのように組み込むかについて、いくつかのモデルを考案し、その精度を数値実験により検証した。1)積雪深比の水製分布から、雪面の飛雪空間密度の収支をとるモデル(CVモデル3)で係数m=0.1tpした場合、建物風上側角部から後方へ伸びる吹き払い域の分布が、観測・実験結果とよく対応した。また中心軸上の分布から、CVモデル3の建物前方の吹き溜まりのピークの位置と積雪深比が、観測・実験結果と一致した。しかしながらCVモデル3の結果は、建物後方の積雪深比が観測・実験結果に比べ大きくなっている。これは、現在の解析手法では製均化された流れ場を解析しているため、建物後方循環流内の風速が弱く、堆積が急激に進行するのに対して、現実の流れでは建物後方での水平方向の風速変動によって、強い吹き払いが生じているものと考えられ、今後の課題である。
また昨年実施した、新潟工科大学グラウンドにおける2m四方の立方体建物モデル周辺の吹きだまり、吹き払いを対象とした実測調査を対象とした数値解析も行った。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2006 2005

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] CFDによる建物周辺のSnowdriftの数値予測に関する研究(その1)雪粒子の運動のモデル化に関する基礎的検討2006

    • Author(s)
      大風 翼, 富永禎秀, 持田灯, 吉野 博, 志田貴之
    • Journal Title

      日本建築学会学術講演梗概集(環境工学II)

      Pages: 827-828

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] CFDによる建物周辺のSnowdriftの数値予測に関する研究その2 砂粒子を用いた風洞実験との比較によるsaltationモデルの検討2006

    • Author(s)
      志田貴之, 富永禎秀, 持田灯, 吉野 博, 大風 翼
    • Journal Title

      日本建築学会学術講演梗概集(環境工学II)

      Pages: 829-830

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] CFD解析における飛雪現象のモデル化-既往の研究のReview-2006

    • Author(s)
      大風 翼, 富永禎秀, 持田灯, 吉野 博, 志田貴之
    • Journal Title

      日本建築学会東北支部研究報告集 第69号

      Pages: 117-120

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] CFDによる建物周辺の雪の飛散・堆積の数値予測に関する研究Saltationモデル検討のための立方体周りの飛砂風洞実験及びCFD解析2006

    • Author(s)
      志田貴之, 富永禎秀, 持田灯, 大風 翼
    • Journal Title

      日本建築学会北陸支部研究報告集 第49号

      Pages: 229-232

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 北陸地方の「べた雪」を対象とした立方体建物モデル周辺の雪の飛散・堆積の屋外観測2006

    • Author(s)
      志田貴之, 富永禎秀, 持田灯, 吉野 博, 大風 翼
    • Journal Title

      日本雪工学会誌 Vol.22・No.4

      Pages: 29-30

    • NAID

      10019366105

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 砂面上に置かれた物体周りの侵食・堆積に関する風洞実験及びCFD解析2006

    • Author(s)
      富永禎秀, 志田貴之, 持田灯, 吉野 博, 大風 翼
    • Journal Title

      第19回風工学シンポジウム論文集

      Pages: 109-114

    • NAID

      130004644297

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] CFDによる建物周辺の吹きだまりの数値予測に関する研究(その3)地表面の雪の飛散・堆積のモデル化に関する検討2005

    • Author(s)
      持田灯, 富永禎秀, 吉野博, 志田貴之, 大風翼
    • Journal Title

      日本雪工学会誌

      Pages: 36-37

    • NAID

      10017299190

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 建物周辺のSnowdriftのCFD解析に関する基礎的研究2005

    • Author(s)
      富永禎秀, 持田灯, 吉野博, 志田貴之, 大風翼
    • Journal Title

      日本雪氷学会全国大会講演予稿集

      Pages: 17-17

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] CFDによる建物周辺の吹きだまりの数値予測に関する研究 地表面の雪の飛散・堆積のモデル化に関する検討2005

    • Author(s)
      富永禎秀, 持田灯, 吉野博, 志田貴之, 大風翼
    • Journal Title

      第19回数値流体力学シンポジウム

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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