移動型火災施風の挙動に地表粗度とその配置が与える影響

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650504
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 池田 裕一 宇都宮大学, 工学部, 助教授 (20202898)
• Keywords: 火災旋風 / 噴流 / 接近流 / 地表粗度 / 平均流速 / 乱れエネルギー

Research Abstract

昨年度は,移動型火災旋風の発生形態が移動渦,巻込渦,その中間の3種類あり,それに地表粗度(境界層厚さ)が多大な影響を及ぼすことを明らかにした.今年度は特に巻込渦に注目し,流速場の基本的構造を調べた.その結果,以下の知見が得られた.
1.実験では,水路に水を流して接近流を与えるとともに,水路の底面の逆U字型(上流側を上にして)の噴出口から上昇流を噴出させた.また噴出部より上流側には桟粗度を配置して,接近流の鉛直方向流速分布をコントロールした.流速場の測定には電磁流速計を用いた.いくつかの水平断面,鉛直縦断面,鉛直横断面について流速変動の測定を行い,3次元的な平均流および乱流構造の把握に努めた.
2.平均流速場については以下の3つの特徴が見られた.
(1)鉛直縦断面では,噴出部のすぐ下流側の点から上流側および鉛直上方へと発散する流れがある.
(2)鉛直横断面では,上昇流領域が接近流の作用で下流を向き,その両側に強い渦対が形成されている.
(3)水平断面では噴出部直上で逆流域が形成されており,上方ほど下流に移動・拡散している.
3.乱れエネルギーについては以下の3つの特徴が見られた.
(1)噴出部の直上で乱れが大きいのは当然だが,そのすぐ下流の領域でも同程度の乱れが見られた.
(2)上昇流領域の両側の渦対においても強い乱れが生じている.
(3)上方で接近流が速くなっている領域で,上昇流との相互作用で乱れが強くなっている部分がある.