2009 Fiscal Year Annual Research Report
建築物の突風危険度評価に適用可能な竜巻発生装置の開発
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21360273
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| Research Institution | National Institute for Land and Infrastructure Management |
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Principal Investigator |
喜々津 仁密 National Institute for Land and Infrastructure Management, 総合技術政策研究センター, 主任研究官 (10370694)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥田 泰雄 独立行政法人建築研究所, 構造研究グループ, 上席研究員 (70201994)
神田 順 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80134477)
河井 宏允 京都大学, 防災研究所, 教授 (60027282)
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| Keywords | 竜巻 / 突風危険度 / 減災・防災 / 風力係数 / 飛散物 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、我が国で近年相次いで発生した甚大な竜巻災害等の背景を踏まえて、屋内型の竜巻発生装置を開発し、竜巻による突風危険度に関する各種の評価を行うことを目的としている。平成21年度は米国で開発された既往のトルネード発生装置の機構を参考にして、「竜巻発生装置」を設計・製作した。直径1.5mのドラム状の本体内で最大10m/s程度の旋回流が生成され、横方向の移動制御(移動可能範囲±1,400mm)がパソコン上でも可能な仕様としている。渦の形状等を支配するスワール比は調整ベーンの角度、風速、ステージの高さによって制御されるほか、気流の通過断面積や吹き下ろし方向を制御することを目的として、装置の吹出し口に取り付ける脱着式リングも別途製作した。当該装置の基本的な気流特性を測定した結果、実際の竜巻が通過する様子を模擬した旋回流が生成されることを確認した。
また、研究代表者も携わったトルネード発生装置による既往の実験結果に基づき、竜巻通過時に低層建築物の屋根に作用する風力のモデル化について考察した。ランキン渦モデルを基本として実験条件や実験結果から得た各種パラメータを反映することで、実験結果と概ね対応した風力係数が得られる可能性を示したうえで、横方向の移動速度、コア半径に対する模型代表寸法の比といった風力係数に影響を与えうる各種パラメータの抽出を行った。この抽出されたパラメータは、平成22年度以降に実施する竜巻発生装置を活用した系統的な風圧実験計画に反映される。
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