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天井に沿って過渡的に拡がる熱流動場の実用的予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

岡 秀行  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80399518)

研究分担者 岡 泰資  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (10240764)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード天井流 / 火災熱流動 / 簡易理論モデル / 理論モデル / トンネル火災 / 火災 / 流体工学 / 熱工学 / 計算物理
研究成果の概要

火災時に煙を伴って上昇する熱気流が天井面で向きを変え,天井面に沿って流動する天井流は火災感知器の作動に影響する重要な流れである.本研究では,大型旅客船内の通路など縦長の矩形断面を有する細長い空間における天井流を予測することを目的に,天井面だけでなく通路側壁での摩擦及び熱損失の影響を考慮し,既存の簡易モデルを改良した.縦長断面の模型トンネルを用いた実験結果と比較したところ,天井面での摩擦及び熱損失のみを考慮した既存モデルに比べ,本提案モデルでは火源から離れた下流域における温度減衰性状についても良く再現することが分かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,トンネルや廊下など細長い空間内の煙流動現象を簡便に予測できるようになった.非定常モデルへの拡張も容易であり,更に瞬時拡散を仮定した区画内煙流動予測モデルと組み合わせることにより,構造物全体を対象とした煙流動予測が可能となる.これは,現在実務で広く利用されている瞬時拡散モデルの問題点を補うことに繋がりるため,本研究成果は実用面への波及効果が期待できる有意義なものと言える.また,火災に伴う熱気流の天井流は,水素の漏洩事故の際に想定される水素の天井流とも強い類似性が見られるため,水素社会の実現に向けたインフラ整備に伴う安全性評価のモデルとしても応用できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Temperature and velocity distributions of a ceiling-jet along a flat-ceilinged tunnel with natural ventilation2020

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Oka, Hideyuki Oka
    • 雑誌名

      Fire Safety Journal

      巻: 112 ページ: 102969-102969

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Temperature and velocity distributions within a ceiling-jet along a flat-ceilinged horizontal tunnel with natural ventilation2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Oka, Hideyuki Oka
    • 学会等名
      The 9th International Seminar on Fire and Explosion Hazards (9th ISFEH)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple Prediction Model for Temperature Attenuation of Fire-Induced Ceiling Flow in Consideration of the Side Wall Effects along a Flat-ceilinged Tunnel2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Tanno, Hideyuki Oka, Yasushi Oka
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Conference on Combustion (ASPACC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値計算に基づく水平方向に細長い空間内の火災熱気流挙動2019

    • 著者名/発表者名
      須賀龍之介,岡泰資, 岡秀行
    • 学会等名
      2019年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 矩形通路の断面形状を考慮した天井流の温度減衰簡易予測式の提案2019

    • 著者名/発表者名
      丹野碧,岡泰資, 岡秀行
    • 学会等名
      2019年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Temperature and velocity distributions within a ceiling -jet along a flat-ceilinged horizontal tunnel with natural ventilation2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi OKA, Hideyuki OKA
    • 学会等名
      The 9th International Seminar on Fire and Explosion Hazards
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple Prediction Model for Temperature Attenuation of Fire-Induced Ceiling Flow in Consideration of the Side Wall Effects along a Flat-ceilinged Tunnel2019

    • 著者名/発表者名
      Aoi Tanno, Hideyuki Oka, Yasushi Oka
    • 学会等名
      The 12th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 矩形通路の断面形状を考慮した天井流の温度減衰簡易予測式の提案2019

    • 著者名/発表者名
      丹野碧、岡秀行、岡泰資
    • 学会等名
      平成31年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値計算に基づく水平方向に細長い空間内の火災熱気流挙動2019

    • 著者名/発表者名
      須賀龍之介、岡泰資、岡秀行
    • 学会等名
      平成31年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 天井流の簡易理論モデルにおける壁面摩擦係数の影響2018

    • 著者名/発表者名
      岡秀行、岡泰資
    • 学会等名
      安全工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 矩形通路の側壁影響を考慮した天井流の簡易モデル2018

    • 著者名/発表者名
      丹野碧、岡泰資、岡秀行
    • 学会等名
      平成30年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 浅層モデルに基づく高密度ガス拡散簡易評価モデルに関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      木村新太、岡秀行、岡泰資
    • 学会等名
      第51回安全工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高密度ガス拡散評価のための数値解析に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      木村新太、岡秀行、岡泰資
    • 学会等名
      安全工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] トンネル火災時に形成される天井流内の分布性状2018

    • 著者名/発表者名
      岡泰資、岡秀行、日向賢也、松山賢
    • 学会等名
      平成30年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼロ方程式乱流モデルを用いた単室内の煙流動解析2018

    • 著者名/発表者名
      新谷祐介、岡秀行
    • 学会等名
      平成30年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸方向に細長い空間で火災が発生した場合の熱気流挙動に関する数値解析2018

    • 著者名/発表者名
      須賀龍之介、岡泰資、岡秀行
    • 学会等名
      平成30年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 矩形通路の側壁影響を考慮した天井流の簡易モデル2018

    • 著者名/発表者名
      岡秀行、岡泰資
    • 学会等名
      平成30年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トンネル火災時に形成される天井流内の分布性状2018

    • 著者名/発表者名
      岡泰資、岡秀行、日向賢也,松山賢
    • 学会等名
      平成30年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高密度ガス拡散評価ための数値解析に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      木村新太、岡秀行、岡泰資
    • 学会等名
      安全工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Simplified Analysis of the Effect of Cross-Sectional Aspect Ratio on Fire-Induced Ceiling Flow in Rectangular Corridors2017

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki OKA, Yasushi OKA
    • 学会等名
      Asia Pacific Symposium on Safety 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on ceiling-jet property considering the difference of rectangular cross-section shape2017

    • 著者名/発表者名
      Kenya HINATA, Hideyuki OKA, Yasushi OKA
    • 学会等名
      Asia Pacific Symposium on Safety 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical investigation of ventilation effect for denser-than-air gas leakage in enclosed space2017

    • 著者名/発表者名
      Junichi KUDO, Hideyuki OKA, Arata KIMURA, Susumu OTA
    • 学会等名
      Asia Pacific Symposium on Safety 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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