| 研究課題/領域番号 |
19K22023
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京理科大学 (2021-2022)
山形大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
桑名 一徳 東京理科大学, 創域理工学研究科国際火災科学専攻, 教授 (30447429)
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| 研究分担者 |
矢崎 成俊 明治大学, 理工学部, 専任教授 (00323874)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 森林火災 / 延焼速度 / 移動境界問題 / 火災旋風 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
森林火災の件数がこの数十年で急増しており，森林火災による二酸化炭素放出と温暖化などの気候変動が悪循環に陥っているとも言われている．森林火災の効果的な消火戦略立案にあたって，森林火災の延焼シミュレーションが有効である．森林火災の特徴は大スケールなことであり，延焼メカニズムのスケール効果を正しく考慮しないと正確な延焼シミュレーションができない．
本研究では，スケールモデリングの手法により高精度な延焼モデルを確立することを目的とする．さらに移動境界問題の数値計算で用いられるアルゴリズムを活用することにより，高速な延焼シミュレーションを可能にすることを目指す．
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| 研究成果の概要 |
森林火災の件数，被害が世界的に急増している．森林火災に対する消火活動を効果的にするためには，延焼シミュレーションが大きな力を発揮する．本研究の目的は，森林火災の延焼シミュレーションを効率よく実施することであり，それを可能にするための数値計算モデルおよびスキームの構築を行った．また，延焼速度に影響を及ぼす燃焼ダイナミクスのスケール効果に着目し，実験室規模の風洞実験と，より大規模な野外実験を実施した．また，数値流体力学シミュレーションも併せて実施し，流れ場の変化等を詳細に検討した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年の森林火災の急増は気候変動が主要因の一つとされている．また，森林火災により大量の二酸化炭素が放出されることから，森林火災と温暖化の間に負のスパイラルが存在していると言える．森林火災の被害を最小限に抑えるためには正確な延焼予測に基づいて消火活動を行うことが重要である．本研究で構築した数値モデルは，効率よく延焼シミュレーションを実施することを可能にする．また，延焼速度に大きな影響を及ぼす燃焼ダイナミクスについて研究することにより，延焼シミュレーションの予測精度向上に貢献できる．
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