2013 Fiscal Year Research-status Report
走行車両に作用する風速変動に基づく横転回避情報システムの構築
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25560162
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
白土 博通 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70150323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 知己 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30293905)
服部 洋 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30576236)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 閾値超過確率 / 移動車両 / 風速短期予測 / カオス時系列予測 / ニューラルネットワーク / 横風横転 / 横転警戒情報 / 横力係数 |
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| Research Abstract |
本研究の申請時に計画した5つの検討項目のうち，A)移動測点の風速変動性状の把握（実験），B)移動車両が受ける風速変動性状の把握（実車観測），およびD)橋梁上の風速場の短期的予測手法の構築に取り組み，以下の成果を得た．
A)乱流格子により風洞内に一様乱流場を生成し，熱戦風速計プローブを主風向に対し様々な相対角度の方向に一定速度で移動させながら変動風速を測定した．設定した相対角度は主風向に対し90°（真横に移動），45°（追い風），-45°（向い風）とし，測定された風速データをもとに，主風向変動成分（u）とその時間微分（du/dt）の同時確率密度関数を求め，閾値超過確率の相対角度に対する依存性を調べた．その結果，閾値超過確率は相対角度に依存し，向い風のほうが相対的に閾値超過確率が高くなる傾向を見出した．
B)本州四国連絡橋において，車両の屋根に超音波風速計を設置した移動観測車により実際に計測された走行中の車両が受ける風速変動の時系列データを対象に，上記A)と同様の同時確率密度関数を求め，閾値超過確率を求めた．上記の手法が実際の風にも十分適用することが確認された．一方，相対風向に対する閾値超過確率の依存性については引き続き検討を継続中である．
D)カオス時系列予測，およびニューラルネットワークを用い，上記B)で得られた風速の実測データをもとに，5分から10分程度の短期的風速予測を試みた．その結果，両者の手法ともに数秒の演算時間で精度良い風速予測が可能であることをが確認された．なお，データによっては良好な予測が行えない場合があること，過去の風速を超える値を予測できないこと，などの問題点も明らかとなり，風速の時間微分値（風速変化率）などの条件を追加するなど，予測精度向上のための検討を継続中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
移動測点の風速変動に基づく風速の閾値超過確率の算出，およびその相対風光に対する依存性を風洞実験により明らかにすることができ，かつ移動車両による実測データについても上記の手法が適用可能であることが確認された．
また，風速の短期的予測手法の構築がほぼ完成し，一定の予測精度も備えていると判断されたこと，および予測精度向上の課題が明らかとなり，今後風向についても同様の手法で予測を試みる見込みが立った．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画検討項目のうち未着手である，C)高重心車両の突風による非定常空気力特性について，横風をシミュレート可能な風洞（既設）を用い，実際に計測する．また，D)風向の短期的予測を実施する．
以上を総合し，横風横転を回避するための警戒情報の算出，発信方法棟を検討し，E)横風横転回避システムを構築する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度に風洞実験を予定しており，実験用消耗品費等の執行を予定しているため．
研究発表のための旅費執行を予定しているため．
数値流体解析等の大規模計算を予定しており，計算機使用料を見込んでいるため．
物品費447,500円，旅費400,000円，その他費400,000円，間接経費300,000円，計1,547,500円を予定．
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Research Products
(3 results)
