| 研究課題/領域番号 |
19H02410
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25030:防災工学関連
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
野田 稔 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (30283972)
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| 研究分担者 |
長尾 文明 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (40172506)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 竜巻災害 / 移動効果 / デブリクラウド / 竜巻被害 / 漏斗雲 / 3D-PIV / ディープラーニング / ３D-PIV / ３Ｄ－ＰＩＶ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題は，漏斗雲や飛散物で視認できる竜巻の画像から，その竜巻の強さや規模，移動速度を評価できる技術を確立しようとするものである。
そのため，渦の種類，強さ，規模，移動速度等を特性因子とする移動竜巻状流れ場の工学モデルを構築し，竜巻シミュレータ等の実験装置や数値流体解析によって様々な条件下において移動する竜巻状流れ場を生成し，種々の特性因子で構成される流れ場情報を蓄積する。
一方で，数値流体解析によって得られた竜巻状流れ場から漏斗雲やデブリクラウドの画像を蓄積し，ディープラーニングによる画像の特徴因子の抽出を行い，竜巻風速場の特性因子と竜巻の視認情報とを結びつけるデータベースを構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ロート雲や飛散物で視認できる竜巻の画像から、その竜巻の強さや規模、移動速度を評価できる技術の確立を目指し、移動床付マルチファン・マルチベーン竜巻シミュレータや数値流体解析によって、主として移動中の竜巻状旋回上昇流の流れ場の特性と、旋回上昇流柱の飛散物の飛行特性について検討した。移動中の流れ場の特性としては、移動速度の上昇とともに移動効果による渦軸の傾斜が確認された。また、実験で計測した平均流れ場における飛散物の飛行シミュレーションを実施し、1セル型流れ、2セル型流れおよびFujitaモデルにおける飛散物の飛行特性の違いを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた主な成果は、再現の難しい移動竜巻の流れ場の平均流れ場の三次元構造を計測し、接線風速成分については、近似関数のパラメータの分布によって移動竜巻の非対称性などを表せることを示したことと、飛散物の飛行特性は流れ場の種類によって大きく変化し、従来の耐竜巻設計に用いられるFujitaモデルでは1セル型竜巻の飛散物は表現できないことを示したことである。いずれの成果も将来的に漏斗雲やデブリクラウドによって可視化された竜巻画像から竜巻の強さや規模、移動速度を推定する技術の実現や、構造物の対竜巻設計の改善に役立つものである。
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