2019 Fiscal Year Annual Research Report
Highly developed CFD method of wind load prediction and ensemble estimation for wind resistant performance based on big data
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17H01303
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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, 環境・社会理工学院, 教授 (90251660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河合 英徳 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (00735376)
坪倉 誠 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (40313366)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 風荷重 / 耐風設計 / ビッグデータ / LES / アンサンブル推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、CFD の特徴を活かしながら、スケールの異なる現象を組み合わせた風荷重関連の情報を獲得し、耐風性能の統計的推定の重要性を明らかにした。
まず、気象スケール事象と都市を組み合わせた融合解析について、気象ビッグデータを用いて、気象スケールでの大気境界層・突風の非定常な特性を取り入れながら、都市での工学的な風の変動特性に関するLESを実施した。建築物に強風が作用する場合の適切な流入変動風の流れを明らかにし、低周波乱流成分のエネルギー散逸過程を吟味した上で、都市・建築物へのインパクトを評価した。
また、大空間構造物における外部内部の連成流れと強風インパクトを把握し、大空間屋根構造物を対象にLESを実施し、大屋根の内外を行き来する流れの乱流特性から環境評価を行い、また強風時の風圧特性・応答を推定し、構造安全性を確認した。
さらに、実在都市（数10km 範囲）の中にある建築物に作用する風荷重に関し、都市の比較的広い領域をLES の解析対象として、その中に当該建築物まわりの狭い範囲の解析領域を重合させて、微細な格子生成を行い、二つの領域を組み合わせたLES 評価を実施し、広域で正確に再現された強風が当該建築物へ作用する場合の風荷重を算定した。
続いて、実被害例を対象とした強風・突風解析に基づくリスク評価と減災概念の導入をめざし、近年、不安定大気に基づいた強風・突風の災害に対する安全性確保が求められていることから、気象モデルとの融合により得られた計算結果の情報をまとめ、建築物の強度情報を組み合わせることで、推定値のばらつきまで考慮した減災のためのリスク評価法を示した。最後に、不確定性に基づく風荷重評価と設計用統計値を提示するため、風荷重評価に必要な各種推定値の不確定性に関する定量化を実施し、それらのばらつきに基づき、風速・風圧・風力・荷重のアンサンブル統計値を算定する方法を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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