2017 Fiscal Year Research-status Report
減風性能・透視性・飛散物堆積をコントロールする風害対策ガイドラインの提案
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16K12858
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| Research Institution | Niigata Institute of Technology |
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Principal Investigator |
富永 禎秀 新潟工科大学, 工学部, 教授 (00278079)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 減風性能 / 透視性 / 飛散物堆積 / 風害対策 / ガイドライン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、昨年度に実施した防風フェンスやネットの形状（開口の大きさ、充実率、厚さ）を様々に変化させた全10ケースの系統的風洞実験を対象にCFD解析を行った。フェンス・ネットは、その影響範囲に比較して、極めて「薄い」という特徴も有するため、ＣＦＤ解析上は厚みを持たない「膜」としてモデル化する多孔質ジャンプ条件を用いた。これは本質的に、厚みをもつ一般的な多孔質媒体モデルを１次元に単純化したものである。しかしながら、モデル中で使用される数値定数の最適値は、検証できるデータの不足から、フェンス等においては現状では確立されていない。そのことから、数値定数を様々に変化させ、その精度を検証した。風速及び乱流変動成分を詳細に比較することで、CFDモデルの現時点での有効性や課題を明らかにすることができた。それらの結果から、開口率が大きくなるほど、CFDの予測精度は高くなること、開口率による違いだけでなく、開口の形状によっても、予測精度に影響が現れるため、それらの形状の効果も考慮したモデル化が必要であることを確認した。さらに、メッシュ分割や乱流モデルの違いが解析結果に及ぼす影響を調べ、フェンス周辺の風速分布を一定の精度で予測するためのガイドラインを整備した。また砂粒子、雪粒子を用いた風洞実験を行い、フェンス周りにおける堆積状況を調べた。これらは今後行われる数値解析手法検討用のデータベースとして活用される予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね順調に推移していると考えている。フェンス周りの風速分布のＣＦＤモデル評価を目的とした風洞実験結果は、フェンス周りの平均風速、乱流変動を測定したもので、世界的にも類を見ないものである。この結果を最大限に活用して、モデル化の方法やモデルに現れる各種のパラメータの最適化をさらに進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には、当初計画の方針で研究を推進する予定である。初年度に実施した風洞実験結果をターゲットにしたＣＦＤ解析をさらに進め、多孔質モデリングにおけるフェンス形状に応じたモデル係数の同定手法を確立する。本年度は、昨年度に確立したＣＦＤ多孔質モデルを用いて、砂粒子を対象とした堆積性状の予測手法を整備することを目的とする。
またモデリング精度を検討するためには、観測結果との比較・検証が不可欠である。その姿勢を堅守して、信頼性の高い実験か屋外観測を実施することによる基礎的なデータの蓄積も継続して進めたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
（理由）
当初予定していた風洞実験の一部を、実験室の使用スケジュールの関係で、次年度に予定している実験とまとめて行う方が効率的と判断した。その結果、今年度使用予定の材料費及び協力者への謝金を次年度使用することとした。
（使用計画）
次年度に実施する実験の材料費及び協力者への謝金として使用する。
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