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都市域地表形態を再現した風外乱ガスト構造の数理モデルの構築と耐風設計の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 14350298
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

田村 哲郎  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90251660)

研究分担者 竹見 哲也  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (10314361)
曹 曙陽  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (00334532)
坪倉 誠  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (40313366)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2004年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2003年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
2002年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
キーワード風外乱 / 都市 / 地表形態 / シミュレーション / LES / SGS乱流モデル / ガスト / 耐風設計 / 地方形態
研究概要

地表に建つ建築構造物の耐風安全性をより確かなものにするには、高さが100から200m程度以下の地表近傍での風の特性の把握が重要である。しかしながら、地表は、様々な形状の建築物あるいは多種多様な植生によって覆われ、近傍領域は一様な空間とはなっていない。特に都市域では、中層から高層の建物などが密集し、高さ数10mから100m程度まで地表の形態は大きく変化している。本研究では、近年の流体計算技術の急激な発展を踏まえ、申請者らが開発してきた計算技術を活用することによって、都市域の地表近傍における建物形状をそのまま取り込みながら強風の乱流構造を高精度に予測できる数理モデルを構築し、解析を実施する。また地表近傍での形態による影響を踏まえた上での強風ガストの構造および強風の変動性状を明らかにし、実際の風作用に基づいた建築物の耐風安全性を確保し、耐風設計の高度化を実現する。得られた成果を以下に示す。
平成14年度はシミュレーション手法における要素技術を開発し、また都市細密データ・観測データを整備した。
1.任意形状まわりの流れのデカルト座標系解析手法の開発
2.領域分割に基づく並列アルゴリズムの開発
3.GISデータに基づく都市計算のモデル作成
4.都市部観測データの収集
平成15年度は実在都市を想定してシミュレーション手法を構築した。
1.風洞実験による実在都市を対象とした接地風外乱の基礎データの整備
2.地表形態を再現した地表近傍の風外乱に関するシミュレーション手法の構築
3.都市密集域における建物形状に対する境界処理法の開発
平成16年度は都市部における風外乱を解明し、建築物の耐風安全性のための基礎資料を提示した。
1.都市部における地表近傍の風外乱データの整備
2.都市密集域に建設される建築物の耐風性能評価

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 都市域における強風乱流のLES解析モデルの提案2005

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 589

      ページ: 49-57

    • NAID

      110004839647

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] LES ANALYTICAL MODEL OF TURBULENT FLOW OF HIGH WIND IN RUBAN AREA2005

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro TAMURA, Osamu OHNO, Yasuo OKUDA, Hisashi OKADA
    • 雑誌名

      J.Struct.Constr.Eng., AIJ. No.589

      ページ: 49-57

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 都市における風の流れの乱流構造に関するLES解析-植生の効果とそのモデル化2004

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集

      ページ: 111-116

    • NAID

      130004644287

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] LARGE SIMULATION ANALYSIS ON TURBULENCE STRUCTURE IN URBAN AREA - EFFECTS AND MODELING OF VEGETATION2004

    • 著者名/発表者名
      Azama OKUNO, Tetsuro TAMURA, Masamiki OHASHI, Yasuo OKUDA
    • 雑誌名

      Proceedings of 18th National Symposium on Wind Engineering

      ページ: 111-116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 三次元円柱の渦励振現象に関するLES解析-自由端による渦形成の変化とロッキング振動モードの効果-2004

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 581

      ページ: 7-14

    • NAID

      110004094026

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 辺長比の小さい角柱の空気力特性に関するLES解析-接近流の乱れの影響について-2004

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系文集 581

      ページ: 15-22

    • NAID

      110004094027

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 実在都市での危険性物質の大気拡散に関するLES解析2004

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集 18

      ページ: 121-126

    • NAID

      130004644231

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 空間発達する温度成層乱流境界層のDNS・LES2004

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集 18

      ページ: 51-56

    • NAID

      130004644278

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 都市における風の流れの乱流構造に関するLES解析-植生の効果とそのモデル化2004

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      第18回風工学シンポジウム論文集 18

      ページ: 111-116

    • NAID

      130004644287

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 構想建物が密集する地域における強風乱流のLES解析2003

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 571

      ページ: 29-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] LES estimation on wind profile in the urban area - Comparison with the observation data during typhoon2003

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      11th International Conference on Wind Engineering

      ページ: 2697-2704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 十分発達したチャネル乱流における大規模流れ構造について2003

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 69(680)

      ページ: 81-88

    • NAID

      110002387987

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] LARGE EDDY SIMULATION OF TURBULENT FLOW OF STRONG WIND IN THE AREA DENSELY ARRANGED WITH HIGH-RISE BUILDING2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro TAMURA, Osamu OHNO, Tsuyoshi NOZU
    • 雑誌名

      J.Struct.Constr.Eng., AIJ. No.571,29-38

      ページ: 2697-2704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] LES estimation on wind profile in the urban area - Comparison with the observation data during typhoon2003

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Tamura, Shuyang Cao, Osamu Ohno, Yasuo Okuda, Hisashi Okada, Hiroshi Yamauchi
    • 雑誌名

      11th International Conference on Wind Engineering

      ページ: 2697-2704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On the Large-Scale Flow Motions in Fully Developed Turbulent Channel Flow2003

    • 著者名/発表者名
      Makoto TSUBOKURA, Tetsuro TAMURA
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers No.69

      ページ: 81-88

    • NAID

      110002387987

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 都市の地表面粗度評価のための細密地表面粗度データの利用2002

    • 著者名/発表者名
      田村 哲郎
    • 雑誌名

      第17回風工学シンポジウム論文集

      ページ: 13-18

    • NAID

      80015767597

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] USE OF DIGITAL SURFACE FOR ESTIMATION OF SURFACE ROUGHNESS IN URBAN AREA2002

    • 著者名/発表者名
      Yasuo OKUDA, Hisashi OKADA, Naoki SHIRAI, Tetsuro TAMURA, Shuyang CAO
    • 雑誌名

      Proceedings of 17th National Symposim on Wind Engineering

      ページ: 13-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田村 哲郎: "一様乱流中における二次元円柱の渦励振に関するLES解析"日本建築学会構造系論文集. 569. 23-30 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 哲郎: "高層建物が密集する地域における強風乱流のLES解析"日本建築学会構造系論文集. 571. 29-38 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 哲郎: "十分発達したチャンネル乱流における大規模流れ構造について"日本機械学会論文集B. 69・680. 81-88 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuro Tamura: "LES analysis on aeroelastic instability of prisms in turbulent flow"Journal of Wind Engineering Industrial Aerodynamics. 91. 1828-1846 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuro Tamura: "LES estimation on wind profile in the urban area-Comparison with the observation data during typhoon"11^<th> International Conference on Wind Engineering. 11. 2697-2704 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuro Tamura: "LES Analysis on Dispersion in Surface Layer Over Randomly Arranged Toughness Blocks"Third International Symposium of Turbulence and Shear Flow Phenomena. 3. 353-358 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuro Tamura: "Large eddy simulation using a curvilinear coordinate system for the flow around a square cylinder"Wind and Structures. Vol.5, No.2-4. 369-378 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田村哲郎: "空間発達乱流境界層LESの都市域強風への適用性・乱れ特性の対応に関する検討"日本建築学会構造系論文集. 第554号. 37-44 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田村哲郎: "Re=1,000のオーダーの断面辺長比の小さな炬形中の空力および流れの特性に関するLES研究-流体計算と風洞実験の相補的技術の確立をめざして-"日本建築学会構造系論文集. 第558号. 69-76 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuro Tamura: "Large eddy simulation of the flow around a low-rise building immersed in a rough-wall turbulent boundary layer"Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 90. 1151-1162 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田村哲郎: "模擬された自然風下における立方体構造物まわりの流れのLES"第17回風工学シンポジウム論文集. 315-320 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 曹 曙陽: "都市の地表面粗度評価のための細密地表粗度データの利用"第17回風工学シンポジウム論文集. 13-18 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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