市街地リスク評価に資する極端気象場の不確実性定量化と建物被災モデルの高度化
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20K22444
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0304:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Yokohama National University (2023)
Tokyo Institute of Technology (2020-2022) |
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Principal Investigator |
川口 真晴 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 非常勤教員 (70884609)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 極端気象 / 台風 / 市街地 / 不確実性 / 乱流 / LES / 防災 / 都市 / 大気現象 / 耐風設計 / 数値流体解析 / 都市防災 / アンサンブル解析 / 連成解析 / 空気力 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，台風や竜巻による甚大な被害が頻発し，極端気象に対して市街地の安全性を確保するための建築基準等の妥当性の検証や，突風現象の特殊な空気力に対する合理的な設計指針の策定の必要性が高まっている．本研究では申請者らが構築した気象場と市街地での流れを一体的に計算する手法により，極端気象の構造に由来する強風特性やその不確実性をアンサンブル解析により定量的に評価する．また解析内の多数の建物周りの流れ場からビッグデータを作成し市街地の形態による影響を統計的に評価する．さらに建物被害推定モデルを流れだけでなく建物側の構造や挙動を考慮して予測するように高度化する．これらにより指針検討に有用な基礎データを示す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は極端気象によって市街地に発生する強風について、現象の特性に基づく不確実性の定性的・定量的知見の取得、建物側応答挙動に基づいた被災判定モデルの高度化を目的に行なった。気象モデル・乱流再生成手法により台風・竜巻の気象擾乱構造を再現した流れ場のアンサンブルデータを作成し、都市空間のラージ・エディ・シミュレーションに用いてアンサンブル解析を実施した。また直交格子系流体解析コードに多質点系構造モデルを実装し、実街区等にも適用可能な大自由度連成応答解析を構築した。
今年度は、2019年台風19号時の東京都心の強風アンサンブル解析を継続して実施した。昨年度特に顕著な強風がメソ気象モデル解析で予測された5メンバーのフィージビリティスタディを行なったが、前述の顕著事象ケースだけでなく、より一般的な強風特性が期待されるランダム抽出ケース、実現象により近いことが期待される経路再現性の高いケースを各10メンバー解析し、抽出ケース間の強風特性の比較、また顕著事象ケースのメンバー間に生じた最大瞬間風速のばらつきを分析した。
気象擾乱構造に基づく強風特性に関しては、ケース間で風速鉛直プロファイルの差異が見られ、顕著事象ケースと実経路再現ケースでは境界層のロール渦構造により高度500m付近で極大ピークの形成が見られた。前者で特にピークが大きく、鉛直シアが大きい一方、後者はシアがやや小さくピークの影響が上下のより広い高度に及ぶことが確認された。ランダム抽出のケースでは高度と共に風速が上昇する概形をとるメンバーの割合が増加した。
最大瞬間風速の不確実性については、中高層建物の屋根高さに相当する地上25m から50m付近でばらつきが特に大きく、10メンバーの中位値に対して、最大値が25％以上上昇した地点が市街地の広範囲で確認された。40％以上の上昇も一部では見られ顕著な風荷重の局所的な発生が推察された。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)
