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質量保存流速モデルに基づく煙流動予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01593
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23020:建築環境および建築設備関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

岡 泰資  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (10240764)

研究分担者 松山 賢  東京理科大学, 理工学研究科国際火災科学専攻, 教授 (10307704)
上矢 恭子  公立諏訪東京理科大学, 工学部, 講師 (10803356)
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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
キーワード煙流動予測 / 質量保存流速モデル / 火災リスク / 煙流動 / MASCONモデル / 天井流
研究成果の概要

質量保存流速モデルにもとづく煙流動予測ツール開発のための基礎研究を実施した。質量保存流速モデルでは,対象空間内に設定する一次推定速度の精度が,解析結果に影響を与える。本研究では,水平方向に細長い空間内で発生した火災により誘引される煙流動を予測するために,射流域と常流域の一次速度場を推定する予測式を,矩形断面アスペクト比の影響を組み込んだ形で構築した。
これらの速度予測式は無次元変数で表現されている。有次元変数に変換するための主変数である,煙層の厚み,温度および速度の減衰性状を表す関係式も併せて導出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

建物火災における避難計画の策定やリスク評価では,多数のシナリオを検討する必要がある。各シナリオにおける煙・燃焼生成ガスの拡散状況を予測するためのツールには,計算精度と計算コストのバランスが要求される。
本研究では,質量保存流速モデルにもとづく数値予測手法を建築火災安全工学分野への導入を試みる。このモデルにより,二層ゾーンモデルよりも詳細情報が,また数値流体力学モデルに基づく数値解析よりも高速で,同等の3次元情報を得られることから,新規の火災リスクアセスメントツールとして期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3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
      Oka Yasushi、Oka Hideyuki
    • 雑誌名

      Fire Safety Journal

      巻: 112 ページ: 102969-102969

    • DOI

      10.1016/j.firesaf.2020.102969

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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
      Oka, Y. and Oka, H.
    • 学会等名
      9th International Seminar on Fire and Explosion Hazards
    • 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
      Tanno, A., Oka, H., and Oka, Y.
    • 学会等名
      12th Asia-Pacific Conference on Combustion
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 質量保存流速場モデルを用いた閉囲空間における複雑気流場の簡易予測手法の開発2019

    • 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
    • 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
      Oka, Y. and Oka, H.
    • 学会等名
      9th International Seminar on Fire and Explosion Hazards
    • 関連する報告書
      2018 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
      平成31年度日本火災学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 矩形通路の側壁の影響を考慮した天井流の温度減衰簡易予測式の提案2018

    • 著者名/発表者名
      丹野 碧,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 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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