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風による飛来物の飛翔挙動と衝撃力の評価を目的とする数値解析法の開発と風洞実験

研究課題

研究課題/領域番号 18H01527
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関日本大学

研究代表者

野村 卓史  日本大学, 理工学部, 特任教授 (50126281)

研究分担者 吉田 昭仁  東京工芸大学, 工学部, 教授 (90329219)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード風災害 / 飛来物 / 衝撃力 / 数値流体解析 / 風洞実験
研究成果の概要

強風災害では風の力の直接的作用による被害のほかに,飛来物による被害が甚大である。本研究は,任意形状物体の回転運動をともなう飛翔挙動を,動的空気力を評価しながら予測し,飛来物による衝撃力を評価するための構造流体相関解析法および風洞実験方法の開発を目的として推進した。解析法では,長距離に及ぶ飛来物の飛翔を解析するために,飛来物とともに解析領域が移動する手法とした。その解析領域内に飛来物とともに回転する球状内部領域を設け,球面状界面における接続条件の開発を推進した。また,衝撃力を評価するための独自のアルゴリズムの開発を行った。風洞実験法では,飛来物による衝撃力を測定するための手法の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発することを目的とした解析手法は,さらに改良をすべきところはあるが,この方法はその学術的・社会的意義として,風災害の低減に関わる次のような活用が期待される。(1) 竜巻,突風などの小規模な気象現象では災害発生時の風速が分からないことが多いが,被災地における飛来物の飛翔状況を推定することにより風速の推定が可能になる。(2) 被災地で見つかった飛来物の衝撃力を推定することにより,家屋や構造物の衝撃力に対する安全対策に有用な知見が得られる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Flight and Impact of Windborne Debris2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 雑誌名

      The Oxford Handbook of Non-Synoptic Wind Storms

      巻: 1 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1093/oxfordhb/9780190670252.013.12

    • ISBN
      9780190670252, 9780190670269
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] エア遊具の付加荷重の簡易計算式の提案2020

    • 著者名/発表者名
      中野圭介,三島唯,吉田昭仁
    • 雑誌名

      日本建築学会学術講演梗概集

      巻: 1 ページ: 1-2

    • NAID

      130008043677

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulation of flying objects in wind2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 雑誌名

      Proceeindg of The 15th International Conference on Wind Engineering (ICWE15)

      巻: P190505 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 風で飛翔する球による衝撃力の評価2019

    • 著者名/発表者名
      野村卓史,田中公人,宝田健太郎
    • 雑誌名

      日本風工学会誌

      巻: 44

    • NAID

      130007662528

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of a rotating cube in air based on ALE-VMS fluid-structure interaction method2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura, Takumi Ohno and Hiroshi Hasebe
    • 学会等名
      14th World Congress in Computational Mechanics (WCCM) ECCOMAS Congress 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アイソジオメトリック解析におけるはり要素の基礎検討2021

    • 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48回関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] エア遊具の付加荷重の簡易計算式の提案2020

    • 著者名/発表者名
      中野圭介,三島唯,吉田昭仁
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of flying objects in wind2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Wind Engineering (ICWE15)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of wind effects on object flight2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 学会等名
      The 14th China-Japan-Korea International Workshop on Wind Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 風洞実験に基づく飛来物の衝撃力評価に関する基礎的研究2019

    • 著者名/発表者名
      中野圭介,吉田昭仁
    • 学会等名
      2019年度 日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fluid-structure interaction approach to flying debris and evaluation of the imjpact force2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 学会等名
      CWE2018 International Symposium on Computational Wind Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Wind resistance performance and wind-induced damage of inflatable amusement products2018

    • 著者名/発表者名
      Akihito Yoshida
    • 学会等名
      International Workshop on High-performance Wind Energy Sysytem and Effective Operation of Wind Farms and Mitigating Wind-induced Disaster of Wind-sensitive Infrastructure
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] NON-SYNOPTIC WIND STORMS (hardback) eds. H. Hangan & A. Kareem : Chapter 19 Numerical Simulation of Flight and Impact of Wind-borne debris2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 総ページ数
      626
    • 出版者
      Oxford University Press
    • ISBN
      9780190670252
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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