強風によるリンゴ果樹の枝揺れ現象の解明と揺れ低減策に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07660351
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 田中 博通 東海大学, 海洋学部, 助教授 (90134014)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 広和 八戸工業高等専門学校, 建設環境工学科, 講師 (70199389)
• Keywords: 台風災害 / リンゴ落果 / 枝揺れ / 防風対策 / ヤング率

Research Abstract

研究実績の概要は下記の通りである。
1.超音波風速計、温度計及び気圧計を使用して自然風に関する諸量の変動特性を同時測定した。その結果、以下の知見を得た。
(1)水平方向風速は、長周期(低周波)の変動の中に短周期(高周波)の変動が重なった構造になっている。
(2)鉛直方向風速は水平方向風速より小さく、また、乱れも小さい。夏季においては地面で熱せられた空気が上昇し、上昇流が生じ、従って、夏季の値は秋季、冬季より大きい。
(3)気温の比較的短周期の変動は、風向の変化による。
(4)気圧の変動は、比較的高周波であり、夏季の変動が大きい。
(5)水平方向風速の乱れ強さと鉛直方向風速の乱れ強さは、水平方向の平均風速が大きくなると増加する特性がある。
(6)風速変動スペクトルのエネルギー小領域のピーク周波数から求まる変動周期は、水平風速の長周期変動と一致し、自然風のエネルギーは低周波側が大きい。
2.自然風によるリンゴの揺れは、2台のCCDカメラでステレオ撮影し、それを画像処理して求めた。その結果は下記の通りである。
(1)自然風によるリンゴ果実の変動は、前後の変動が大きく、上下・左右の変動はそれに比べ小さい。
(2)自然風によるリンゴ果実の変動は、風速の大きさよりも、風速の変動の大きさに関係する。
(3)風速が強い時は枝は大きく揺れないが、風速が弱まったとき力が解放され揺れる。従って、枝揺れやそれにともなうリンゴ果実の振動は風の息に関係する。
(4)防風ネット背後でのリンゴ果実の変動は、風速の強弱、変動に左右されない。

Research Products

• [Publications] H.Tanaka,M.Minami: "Flow Visualization Behind Windbreak Net" Proceedings of the fourth Asian symposium on visualization. 353-356 (1996)
• [Publications] 南将人・田中博通: "PTVによる防風ネット背後と潜堤斜面部の可視化" 可視化情報. Vol.16,Suppl.231-234 (1996)
• [Publications] 田中博通・南将人: "ネット背後の流れの可視化と計測" 日本流体力学会誌「ながれ」. 15・別冊. 315-316 (1996)
• [Publications] 金子仲一郎・田中博通: "9119号台風のリンゴ被害調査と地形モデルによる被害地域の流れの可視化" 八戸工業高等専門学校紀要. 31. 41-46 (1996)
• [Publications] 田中博通・富康他: "超音波風速計による地上風の乱流特性" 土木学会中部支部研究発表会講演概要集. 393-394 (1997)