2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on airflow generations and controls without power supply for improving the corrosion environment of bridges
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18K13820
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
野口 恭平 京都大学, 工学研究科, 助教 (70802685)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 飛来塩分 / 付着塩分 / 維持管理 / 数値流体解析 / 地上設置物 / 上昇気流 / 対流熱伝達 / 放射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地上設置物によって橋梁断面周りの気流を変化させ，橋梁への付着塩分量を低減させる試みにおいて，断面周りの流れのうちどのような成分が付着に寄与するのか検討を行った．具体的には，流体と物体との相互作用に起因する変動と，非定常性の強い細かな変動がそれぞれ粒子飛散挙動にどのように寄与するかを明らかにする目的で，RANS（ゆったりとした流れだけを直接解き，細かな変動はモデル化を施す）とLES（細かな変動まで直接計算する）とで気流計算ならびに粒子飛散計算を実施したところ，両者から得られる付着塩分量に差が見られることが確認された．ただし，粒子挙動評価における計算格子の妥当性について引き続き検討が必要である．また，地上設置物として考えられるフェンスや金網，あるいは塩分捕集によく用いられるガーゼにおいて，両者に共通する基本構造である格子状物体周りの気流や粒子挙動について検討を行い，接近風速や格子間隔が流れの特性や物体表面への塩分付着に強く関与することを明らかにした．
また，昨年に引き続き，矩形断面の断面辺長比を様々に変化させて，塩分粒子の大気中輸送および物体壁面への付着機構を検討しており，一部の矩形断面において，付着分布と表面圧力の変動成分の分布がよく一致することが明らかとなった．付着分布が断面周りの気流の影響を受けた結果であるのと同様に，表面圧力と気流にも密接な関係があるためと考えられる．
熱で発生する上昇気流を利用した橋梁の腐食環境改善に関する検討として，隣接する地面の表面温度や材料特性を互いに違う値に設定し，生じる気流の様子を数値流体解析によって再現したところ，温度差や放射率等の変数の差が大きくなるほど強い循環流れが生じることが確認された．また，地面上方の空間が小さいほどその程度は大きくなることも確認された．
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