2006 Fiscal Year Annual Research Report
地域による雪質の違い等の熱的影響を組み込んだ雪の飛散・堆積のCFDモデルの開発
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17686051
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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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| Keywords | 雪 / CFD / 飛散・堆積 / 熱的影響 / 実測 / 地域特性 |
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| Research Abstract |
既存の建物周辺の雪の飛散・堆積のCFD予測モデルをさらに精緻化するために、砂粒子を用いた基礎的な風洞実験を行い、主として粒子のsaltationによる移動現象についての検討を行った。飛砂量の測定結果から、風速が大きくなると、飛砂量が急激に増加することを確認した。また立方体周辺では、風上側角部に大きな吹き払いが形成され、その吹き払い域の風下側に若干の堆積が確認された。また飛砂実験で取得したデータを基に砂のSaltationによる侵食のCFD解析を行った。今回使用したような比較的単純なモデル化であっても、実験で見られた立方体風上側角部の大きな吹き払い域の形状をよく再現することが確認された。
さらに雪の堆積モデルについての理論的な考察を行い、雪面での侵食量を堆積モデルにどのように組み込むかについて、いくつかのモデルを考案し、その精度を数値実験により検証した。1)積雪深比の水製分布から、雪面の飛雪空間密度の収支をとるモデル(CVモデル3)で係数m=0.1tpした場合、建物風上側角部から後方へ伸びる吹き払い域の分布が、観測・実験結果とよく対応した。また中心軸上の分布から、CVモデル3の建物前方の吹き溜まりのピークの位置と積雪深比が、観測・実験結果と一致した。しかしながらCVモデル3の結果は、建物後方の積雪深比が観測・実験結果に比べ大きくなっている。これは、現在の解析手法では製均化された流れ場を解析しているため、建物後方循環流内の風速が弱く、堆積が急激に進行するのに対して、現実の流れでは建物後方での水平方向の風速変動によって、強い吹き払いが生じているものと考えられ、今後の課題である。
また昨年実施した、新潟工科大学グラウンドにおける2m四方の立方体建物モデル周辺の吹きだまり、吹き払いを対象とした実測調査を対象とした数値解析も行った。
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