| Project/Area Number |
23H00207
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
飯塚 悟 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (40356407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣井 悠 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50456141)
吉岡 英樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90462564)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥49,010,000 (Direct Cost: ¥37,700,000、Indirect Cost: ¥11,310,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥40,690,000 (Direct Cost: ¥31,300,000、Indirect Cost: ¥9,390,000)
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| Keywords | 火災進展予測 / データ同化 / リアルタイム環境情報 / 計算流体力学 / 飛び火延焼 |
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| Outline of Research at the Start |
巨大地震発生時に危惧される大規模火災が起きてしまった場合に、飛び火も含めて確度の高い予測情報が得られるならば、真に効果的な消火活動、真に安全な避難誘導が可能となり、飛び火の警戒区域の絞り込みも可能となる。本研究では、それらを実現するための確度の高い予測情報を提供しうる「火災進展予測システム」を開発する。これは、ドローン撮影やサーモグラフィカメラ・風速計により現場のリアルタイム環境情報を計測し、それらの情報を火災シミュレーションモデルに「データ同化」しながら火災進展予測を行うシステムである。なお、本予測システムは、現場関係者との緊密な協力体制の下で開発を進めるものであり、確実な現場実装を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、火災発生時にドローン撮影や携帯可能なサーモグラフィカメラ・風速計により現場のリアルタイム環境情報を計測し、それらの情報を火災シミュレーションモデル（火災延焼メカニズムのより正確な再現が可能となる計算流体力学ベースのシミュレーションモデル）にデータ同化しながら火災進展予測を行うシステムの開発を目的としている。2024年度は、名古屋市消防局主導で実施した屋外火災燃焼実験におけるデータ同化用・検証用データ（環境情報）の取得・詳細な整備、2023年度に引き続き、データ同化手法としてナッジングを導入した場合の開発検討を中心に行った。
データ同化用・検証用データ（環境情報）の整備に関して、2024年度はサーモグラフィカメラを搭載したドローンによる広域データ取得、携帯可能なサーモグラフィカメラ、温度計、風速計による多地点データ取得を行った。さらに、火災燃焼に伴う煙流動、特に屋外煙流動に大きな影響を及ぼす外部風（流入風）性状を把握するために、3次元超音波風速計による計測も行った。以上の計測データの空間分布や時間分布を詳細に確認・検討し、データ同化に使用する環境情報の時空間分解能について検討した。
ナッジングを導入した場合の開発検討に関してはまず、シミュレーションの計算高速化についての検討を行った。火災建物の内部延焼の計算過程が全体の計算負荷増大に大きく寄与していたため、内部延焼の簡易モデルを作成して導入した。また、データ同化において、特に屋外煙流動の適切な再現において、（実際には計測が難しい）上空風のできる限り多くの情報が必要であることが示唆された。次年度（2025年度）でも実施を予定している屋外火災燃焼実験の際、上空風のデータ取得・整備が大きな課題となる。
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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
屋外火災燃焼実験は年1回の計画であるが、2024年度も無事に実施され、データ同化用・検証用のための環境情報計測も無事に完了し、データ同化して火災進展予測を行うシステムの開発検討を予定通りに行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
同化用・検証用データ（環境情報）を取得する屋外火災燃焼実験において、広域・多地点データ取得を今後も継続することに加えて、上空風のできる限り多くのデータ取得を目指したい。データ同化手法に関しては、ナッジングのみならず、高性能な4次元変分法やカルマンフィルタなどの導入も行っていく予定である。
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