2010 Fiscal Year Annual Research Report
都市域建物を対象としたCFDに基づく耐風設計のイノベーション
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22360224
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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, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90251660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片岡 浩人 株式会社大林組技術研究所, 環境技術研究部, 主席研究員 (40393590)
野澤 剛二郎 清水建設株式会社技術研究所, 解析技術研究センター, 研究員 (10574030)
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| Keywords | 建築構造 / 耐風設計 / CFD / LES / 実在都市 / 流入変動風 / 地表面粗度 / 都市キャノピー |
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| Research Abstract |
本年度得られた成果は以下の通りである。
(1)風荷重評価を実施する上でのCFD技術の課題に関する整理・検討
角柱状建物を対象としたLESを実施し、ピーク風圧に流入変動風のパワースペクトル形状が影響する事を示した。また、RANSの結果からLESの流入境界条件を作成する方法についても検討を行った。
(2)実用化のための既存計算コードの改良-LES簡易モデルと計算負荷低減技術の提示
LESとレイノルズ型アサンプルモデルのハイブリッドモデルを用いる簡易モデルについて検討した。このモデルでは地物や建物表面の凹凸をメッシュで再現する必要がなくなり、解析負荷が低減する。高さ5m相当の樹木で覆われた地表を吹送する強風を本モデルで再現し、風速プロファイルや乱流特性を再現した。さらに、気象モデルを用いたLESへの流入変動風生成方法の基礎的な検討を実施し、LESへ流入したときの乱流特性の変化について検討した。
(3)各種乱流境界層の流速変動場に関する乱流特性の把握
都市域や、樹木に覆われた地覆に対する乱流境界層の非定常解析を実施し、その乱れ強さやレイノルズ応力プロファイルなどの乱流特性量について整理した。
(4)都市地表被覆状況による粗度レベル評価と都市キャノピー内の風の空間構造の把握
GISデータを用いて建物形状を再現したLES計算から、建物高さにばらつきがある市街地では、最高建物高さと粗度密度λの高さ方向の分布が、ベキ指数に影響を与えている事を示した。
(5)大気境界層下での密集都市域の強風に関する高精度LESの実施
高層建築物が密集している都市域での強風の時空間構造を、高解像度の都市モデルを作成の上、高精度のLESを実施し、計算結果を分析して解明した。
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