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構造物の燃焼解析と精緻な風況解析を連成した市街地火災解析法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K06541
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 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関日本大学

研究代表者

長谷部 寛  日本大学, 理工学部, 准教授 (60366565)

研究分担者 野村 卓史  日本大学, 理工学部, 特任教授 (50126281)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード市街地火災 / 風況 / 火災の延焼速度 / ポータブルマルチファン風洞 / アイソジオメトリック解析 / 風と火災の連成解析 / 燃焼実験 / NURBS / ハイブリッド並列解析 / 火災シミュレーション / 木材燃焼実験 / 放射解析 / 自作風洞 / 燃焼解析 / 風況解析
研究成果の概要

本研究は,市街地火災の予測および防災に資するため,精緻な風況解析と燃焼解析を連成させた新たな火災解析法の構築を目指したものである.独自の火災延焼速度計測のための風洞実験法および実験器具を構築するとともに,実験室レベルで風速約3 m/sまでの火災の延焼速度計測を行った.さらに,市街地の複雑な建物形状を正確に表現した風況解析を実現するため,CADで描かれた形状を直接解析メッシュとして用いることが可能なアイソジオメトリック解析法を導入し,アイソジオメトリック解析に基づく風と火災の連成解析法を構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

風が火災の延焼速度を増加させることは広く知られているが,実験施設の関係から定量的な評価が難しかった.本研究では,独自の装置を開発し,風が火災の延焼速度に及ぼす影響を定量的に評価した.風と火災の関連現象の解明に貢献すると考えられる.さらに,市街地風況解析のために,アイソジオメトリック解析法を導入した.昨今,都市の3Dモデルが公開され,ますますCADと解析の関係性は強まる傾向にある.そのような観点からも有効な解析法である.これらを組み合わせることで,市街地火災の予測に有益な解析法を構築する素地は整ったと考えられる.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Analysis for High temperature and Variable Density Flows2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hasebe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 7th Asia-Pacific Congress on Computational Mechanics

      巻: - ページ: 666-666

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of a fluid combustion interaction analysis for the wildfire simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hasebe, Toru Oyaide, Hiroya Suzuki and Takashi Nomura
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Wind Related Disasters and Mitigations

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Numerical Study on the Airflow Characteristics Caused by Wood Combustion2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hasebe, Toru Oyaide, Hiroya Suzuki and Takashi Nomura
    • 雑誌名

      Proceedings of 16th International Conference on Automatic Fire Detection & Suppression, Detection and Signaling Research and Applications Conference

      巻: 1 ページ: 261-268

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポータブルマルチファン風洞の試作2020

    • 著者名/発表者名
      長谷部寛, 高橋勇成, 菊池耶麻刀, 草野拓哉
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会概要集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NURBSソリッド要素を用いたはりのアイソジオメトリック解析2020

    • 著者名/発表者名
      唐澤奈央子, 箕輪瑠衣, 長谷部寛
    • 学会等名
      第25回計算工学講演会論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NURBSソリッド要素を用いた曲がりばりのアイソジオメトリック解析2020

    • 著者名/発表者名
      唐澤奈央子, 長谷部寛
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会概要集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポータブルマルチファン風洞の試作2020

    • 著者名/発表者名
      長谷部寛,高橋勇成,菊池耶麻刀,草野拓哉
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会概要集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Bスプライン基底関数を用いた自然対流のアイソジオメトリック解析2019

    • 著者名/発表者名
      長谷部寛
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] An Attempt to Measure the Speed of Fire Spread in the Wind2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hasebe, Gaku Kawai, Kenta Nakazawa, Yamato Kikuchi, Yuna Takahashi, Takashi Nomura
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Wind Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] VMS有限要素法によるキャビティ内の自然対流の解析2017

    • 著者名/発表者名
      長谷部寛, 鈴木宏哉, 野村卓史
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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