2012 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, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (90251660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野澤 剛二郎 清水建設株式会社技術研究所, 総合解析技術センター, 研究員 (10574030)
片岡 浩人 株式会社大林組技術研究所, 環境技術研究部, 上席研究員 (40393590)
野津 剛 清水建設株式会社技術研究所, 総合解析技術センター, 研究員 (10601023)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 国際情報交換 / 流体計算 / LES / 実在都市 / 耐風設計 / 風力・風圧 / 振動応答 / 設計風速 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、流体計算技術（CFD）を用いた建物の耐風設計に対して、提示された設計の結果の安全性を確保するため、CFDの計算精度を保証するための課題とその解決法を明らかにすることである。本年度は、密集都市域のLES (Large eddy Simulation) を想定して流入変動風を作成し、ある特定の建物を対象にして、風圧力、風力、振動応答をLESで計算し、風洞実験データおよび観測データと比較し、必要計算解像度などの計算条件を明らかにし、さらにLES計算結果による耐風設計を実施し、計画を前倒しにほぼ達成するにいたった。
気象モデルに基づく演繹型流入変動風の生成と観測データとの比較を行った。気象モデル（Wrf + wrf-LES）から得られた風速・気温の鉛直プロファイルを条件として、気象スケールと建築スケールでのエネルギー移行まで考慮したLESで大気境界層型流入変動風を生成し、スペクトル成分の特性まで比較することで変動風としての妥当性を検証した。
RANSによって得られた乱流統計量を与条件に、SEMを活用することで流入変動風を生成し、都市キャノピー内部の建築構造物に作用する風圧力・風力のLES解析を行い、キャノピー内での建築構造物の外力の詳細を明らかにした。
複雑な形態を有する建築物に作用する風圧、風力の風洞実験および非構造格子重合LESを実施し、空力関連のデータを高精度に得るためのLESの計算領域とその境界条件、格子解像度などの計算条件を整理した。
高層建物密集域での都市キャノピー内高層建物を対象に、特定の観測日に対応する流入変動風を用いることで、LES計算を実施し、観測された各種振動応答データの再現性に関する計算精度を検証した。さらにLESに基づく実建物を対象とした風荷重評価を実施し、耐風設計にCFDを用いる場合の妥当性および要求精度を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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