2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of Transient Structure of Flow Field of Moving Tornado and Establishment of Identification Method of Tornado Characteristic Value by Images
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15H04034
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
野田 稔 高知大学, 教育研究部自然科学系理学部門, 教授 (30283972)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 文明 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (40172506)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 竜巻状流れ / 移動効果 / ３D-PIV / LES / 飛散物 / 漏斗雲 / 風災害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，深刻な被害をもたらす竜巻への対策が急がれていることを鑑みて，１．移動床付マルチファン・マルチベーン式竜巻シミュレータの流れ場の分析と移動竜巻状旋回上昇流の流れ場の工学モデルの構築，２．竜巻状流れ場内の飛散物運動解析による飛行特性の分析，３．漏斗雲およびデブリクラウドで可視化された竜巻の画像からの特徴抽出と竜巻特性の推定法の構築，を主なテーマとして取り組み，生成される移動状態の竜巻状旋回上昇流の３D-PIV計測試験，数値流体解析による各種竜巻状流れ場の生成と飛散物運動解析および漏斗雲の生成に関する検討を実施した。本年度に得られた成果を以下に示す。
移動床付マルチファン・マルチベーン式竜巻シミュレータを使った実験では，1セル，2セル，多重渦の3種類の竜巻状流れ場において，移動速度の異なる移動状態を再現し，3D-PIVによって平均流れ場の3次元構造を計測した。全種類の竜巻状流れ場において渦中心が進行方向に傾斜する現象が再現できていることを確認し，移動状態の竜巻状流れ場は単純に移動速度を重ね合わせられるほど単純なものではなく，流れ場が歪み対称性を失っていることを明らかにした。また，平均接線風速の分布について，単独渦の中心の揺動から実際に計測されるような渦核内の接線風速分布に変曲点を持つような特徴を有する平均接線風速分布式を提案した。
一方で，竜巻状流れ場内の飛散物については，主に2セル型の竜巻状流れの飛散物の飛行特性を統計的に評価し，1セル型とは差異が存在することを示した。また，漏斗雲の形成については，空から漏斗雲が下りてくるのと同時に，地表面付近に孤立した雲が生じるケースが存在することを確認し，その雲の大きさと竜巻の強さとの関係について検討し，上空から降りてくる漏斗雲で評価すると最大接線風速を過大評価，地表付近の雲で評価すると過小評価となることを確認した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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