2014 Fiscal Year Annual Research Report
延焼拡大過程を考慮した二層ゾーン火災拡大予測モデルの開発
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26289204
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
原田 和典 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90198911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大宮 喜文 東京理科大学, 理工学部, 教授 (10287469)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 煙流動 / 燃料空気比 / 反復法 / 火炎伝播性 / 天井流 / 反転流 / 巻き込み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、二層ゾーン煙流動計算モデルの数値的安定性の改善、材料の燃焼性状のモデル化、天井流の壁面との衝突時の反転流について、検討を行った。
煙流動モデルについては、燃料支配から換気支配へと移行する際の燃料空気比の計算方法を改めた。また、ゾーン方程式の時間積分においては、発熱速度などの他の物理量への依存性を考慮するため反復法を導入した。その結果、急激な温度および濃度変化や激しい燃焼性状においても数値的発散の可能性を低くすることができた。
材料の燃焼性状については、コーンカロリメーター(CCM)および横方向火炎伝播性測定装置(LIFT)により、ウレタンフォームおよび合板の着火性、燃焼性、火炎伝播性の測定を行った。これらは材料片を使った小規模試験であり、実務では材料の不燃性を測定し、等級に分類するために使われている。本研究では、単なる等級分けではなく、室内の内装最良の燃え拡がり予測への入力データとして使う方法を考察している。ウレタフォームについては、模型箱試験装置内での燃焼実験を行い、自由空間燃焼との関係をモデル化するための検討を行った。
天井流の壁面との衝突時の反転流については、幅7m×奥行7mの実大天井を床面から3mの高さに設置し実験を実施した。実大天井面下に1面あるいは垂直に組み合わせた2面の壁を壁面形状として設定し、反転流の温度性状や厚さ、CO2濃度の測定を行い、反転流形成時の天井流の温度性状および空気の巻き込み性状に関する知見を収集した。実験結果から、反転流の厚みや長さが壁面形状に依存することが明らかとなった。また、形成される反転流の厚みや長さが天井流の巻き込む空気量や温度上昇に与える影響を把握した。
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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
煙流動プログラムに関しては、数値的安定性が増したので、新たなモデルを組み込む環境が整備された。次年度のモデル組み込みに向けての準備が整った。サブモデルについても、重要度の高いものから順次検討を行っている。天井流の壁面との衝突時の反転流については、基礎的なデータを得るとともに、実験を実施する環境が整備された。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に当初計画通りに研究を進める。燃焼モデルの組み込みについては、さらに検証実験を追加した上で、モデル化の細部を詰める。天井流の壁面との衝突時の反転流については、実験条件を追加して引き続き実験を実施し、壁面形状が反転流性状に与える影響に関する知見の収集を行うとともに、反転流性状を加えた煙流動予測モデルの構築の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
延焼モデルに関しては、材料試験片を用いた小規模実験によるモデリングの労力をかけた。そのため、結果的に中規模実験の実施回数が少なくなり、研究経費としては予定よりも執行額が少なくなった。中規模実験を少なくした分は、次年度に追加して実施する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の実験と併せて、延焼のサブモデル検証実験のための中規模実験を実施し、必要なデータを得るために使用する。
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