2004 Fiscal Year Annual Research Report
都市域地表形態を再現した風外乱ガスト構造の数理モデルの構築と耐風設計の高度化
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14350298
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田村 哲郎 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90251660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹見 哲也 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (10314361)
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| Keywords | 風外乱 / 都市 / 地表形態 / シミュレーション / LES / SGS乱流モデル / ガスト / 耐風設計 |
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| Research Abstract |
地表に建つ建築構造物の耐風安全性をより確かなものにするには、高さが100から200m程度以下の地表近傍での風の特性の把握が重要である。しかしながら、地表は、様々な形状の建築物あるいは多種多様な植生によって覆われ、近傍領域は一様な空間とはなっていない。特に都市域では、中層から高層の建物などが密集し、高さ数10mから100m程度まで地表の形態は大きく変化している。本研究では、近年の流体計算技術の急激な発展を踏まえ、申請者らが開発してきた計算技術を活用することによって、都市域の地表近傍における建物形状をそのまま取り込みながら強風の乱流構造を高精度に予測できる数理モデルを構築し、解析を実施する。また地表近傍での形態による影響を踏まえた上での強風ガストの構造および強風の変動性状を明らかにし、実際の風作用に基づいた建築物の耐風安全性を確保し、耐風設計の高度化を実現する。本年度得られた成果を以下に示す。
1.シミュレーション結果と気象観測データとの比較
本研究において開発された数理モデルを用いて都市部での地表近傍の風外乱のシミュレーションを実施し、気象観測データとの比較からシミュレーション技術の実現象での精度を確認した。
2.都市部における地表近傍の風外乱データの整備
都市域を想定した強風のシミュレーションデータを総括し、地表近傍の風外乱データの普遍的な特性を見い出し、耐風設計のための基本風速資料として整備した。さらにシミュレーションデータを詳細に分析し、都市部における強風乱流の空間的拡がりについて検討を加えた。
3.都市密集域に建設される建築物の耐風性能評価
実在する都市を対象にして得られたシミュレーション結果に基づき、都市密集域における建築物の耐風性能評価を行い、都市域全体における防災に関しての総合的な情報を整理しながら自然災害危険度予測のための資料を提供した。
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