| Project/Area Number |
23K22844
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| Project/Area Number (Other) |
22H01574 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
Katsuchi Hiroshi 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (80303080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 嘉奇 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 助教 (20902274)
金 惠英 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所, 建設安全研究グループ, 任期付研究員 (80736439)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | 横風安全性 / 橋梁 / 車両空力干渉 / 走行規制 / 横転事故 / 横風安定性 / 風洞実験 / 数値流体解析 / 空気力 / 横風走行安定性 |
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| Outline of Research at the Start |
海上、海岸などの橋梁上では、強風時に速度規制や通行止め措置が取られることで経済活動に大きな影響を及ぼすとともに、時には横転事故が発生するなど、交通安全の問題もある。これまでの研究によって、強風作用が車種、走行車線、走行速度によって大きく変わり、現行の規制方法に改善の余地があることが判明している。
本研究では、橋梁上を走行する車両に作用する非定常空気力を風洞実験と数値流体解析によって定量的に調査し、車両の速度、走行車線との関係で非定常空気力モデルを構築し、車両動的応答解析によって限界風速を求め、それらの結果を総合して合理的な強風時走行規制基準を確立する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to increase the safety of a running vehicle on a bridge against strong crosswinds, a small model vehicle incorporating a force sensor and a data transfer system driven by a wireless LAN were developed. In addition, a floor structure where the model vehicle can move at a constant speed up to 800mm/s was developed. Using those devices, aerodynamic forces acting on a moving vehicle during overtaking were measured in order to identify aerodynamic interaction between two vehicles. Computational Fluid Dynamics analysis was conducted to investigate mechanism of aerodynamically interacted force generation. As a result, it was found that a side force and a yawing moment of the leeward vehicle were affected largely by the windward vehicle. In addition, the yawing moment affecting steering and sideslip performance was increased more than normal value just after overtaking.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
強風時に橋梁上を走行する車両の安全性は、これまでおもに単独車両の風速と走行速度に着目して議論がなされ、強風時の走行規制もそれに基づき実施されてきた。本研究で、追越し挙動など複数車両の空力干渉を考慮し、また走行車線別にその影響度を明らかとすることで、より合理的な走行規制が行える可能性を示した意義は大きい。さらに、長大橋の場合には耐風安定性の観点から遮風壁などの有効な構造的対策が取りにくいことから、速度規制や車線規制などの走行規制を取り入れることで、走行安全性の向上やより高風速までの交通供用の実現につながることが期待される。
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