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Mechanism Clarification of a Fire Tornado Occurring in Great Earthquake Disaster from a Viewpoint of Vortex Dynamics

Research Project

Project/Area Number 25560177
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Natural disaster / Disaster prevention science
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

SHINODA Masahisa  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (80292241)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords火災旋風 / 渦・旋回流 / 重力・浮力 / 燃焼 / ラセン状の渦線 / 渦力学 / 数値シミュレーション / 防災・安全 / ラセン状渦線 / CFD / 防災安全 / 渦 / 重力
Outline of Final Research Achievements

In this study, it was attempted to clarify the structure and mechanism of a fire tornado from a viewpoint of vortex dynamics. The method of computational fluid dynamics (CFD) was used. As a result, the double structure consisting of inner helical vortex line and outer helical vortex line was found in the fire tornado, and the high-speed upward flow of combustion gas was also found in a gap region between the inner and outer helical vortex lines. This double structure of helical vortex lines and its induction flow velocity enabled the high-speed transport of combustion gas from the ground to the sky, keeping the combustion gas in the tornado-like slender cylindrical region. Therefore, the structure and mechanism found in this study seemed to be essentially important for the formation and sustainment of the fire tornado.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 渦に沿った高速火炎伝播における火炎と渦糸ソリトンの位置関係2014

    • Author(s)
      佐藤裕也,篠田昌久,山下博史
    • Journal Title

      日本燃焼学会誌

      Volume: 56巻 Pages: 241-250

    • NAID

      130006320781

    • Related Report
      2014 Research-status Report 2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 火災旋風モデルの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      杉本勇貴,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      日本燃焼学会第53回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素燃料を用いたボルテックス・バースティングの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      浅田知愛,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      日本燃焼学会第53回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦核直径の影響2015

    • Author(s)
      佐藤智仁,篠田昌久,山下博史
    • Organizer
      日本燃焼学会第53回燃焼シンポジウム
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 火災旋風モデルの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      杉本勇貴,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第51期秋季講演会
    • Place of Presentation
      福島工業高等専門学校(福島県いわき市)
    • Year and Date
      2015-09-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素燃料を用いたボルテックス・バースティングの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      浅田知愛,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第51期秋季講演会
    • Place of Presentation
      福島工業高等専門学校(福島県いわき市)
    • Year and Date
      2015-09-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルテックス・バースティングの火炎伝播速度に及ぼす渦核直径の影響2015

    • Author(s)
      佐藤智仁,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第51期秋季講演会
    • Place of Presentation
      福島工業高等専門学校(福島県いわき市)
    • Year and Date
      2015-09-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素燃料を用いたボルテックス・バースティングの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      浅田知愛,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第50期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東北大学工学部(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-03-13
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 実験室スケール火災旋風モデルの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      杉本勇貴,加藤大祐,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第50期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東北大学工学部(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-03-13
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] FLUENTを用いた大スケール火災旋風モデルの3次元数値シミュレーション2015

    • Author(s)
      加藤大祐,杉本勇貴,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第50期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東北大学工学部(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-03-13
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 火災旋風モデルの3次元数値シミュレーション2014

    • Author(s)
      杉本勇貴,篠田昌久
    • Organizer
      日本機械学会東北支部第50期秋季講演会
    • Place of Presentation
      東北学院大学工学部(宮城県多賀城市)
    • Year and Date
      2014-09-05
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] 山形大学工学部機械システム工学科の篠田・渦研究室ホームページ

    • URL

      http://shinoda.yz.yamagata-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Research-status Report

URL: 

Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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