| 研究課題/領域番号 |
20K04659
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所 (2022-2023)
東京理科大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
金 惠英 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所, 建設安全研究グループ, 任期付研究員 (80736439)
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| 研究分担者 |
勝地 弘 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (80303080)
藤野 陽三 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 名誉教授 (20111560)
シリンゴリンゴ ディオン 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(准教授) (60649507)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 横風 / 橋梁 / 車両不安定 / 空気力 / 数値流体解析 / 風洞実験 / 車両運動 / 横転 / 車両 / 安全性 / 変断面 / 防風柵 / 車両安全性 / 車両横転 / 車両安定解析 / 橋梁上車両 / 車両圧力測定 / 橋梁上車両安定性 / 数値解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海峡部橋梁上の車両は風を遮るものがなく，より強風の影響を受けやすく，問題が深刻である．強風時には速度規制や通行止め規制が取られるが，判断基準が科学的根拠に乏しく，横転事故を防ぎきれていない状況にある．
本研究では，橋梁上の車両の横風安定性について検討を行う．数値流体解析および風洞実験により橋梁上の車両に対する空気力係数を求め，その空気力係数を用いた車両の動力学的安定解析から横転現象発生の限界風速を求める. 以上より，車種，各車線，車高，および風の偏角ごとに不安定現象に対する限界風速が決定され，車高や車線によって異なる横風に対する走行安全性を定量的に把握し，合理的な通行規制基準の提案を行う．
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| 研究成果の概要 |
車両の横滑りや横転事故を扱う上で横風による影響は重要な問題である．実際に強風時における橋梁上の車両横転事故は過去に多数報告されている．そこで本研究では，橋梁-車両まわりの流れ場を風洞実験と数値流体解析で再現し，横風により車両に働く空気力を求めることと，その空気力を外力として車両の動的運動モデルに入力し，車両が不安定となる時の風速を求めた．数値流体解析によって得られた車両に作用する空気力係数を，車両の動的運動方程式モデルに外力として入力することで，車両の安定解析を行い，対象の橋梁上の車両において，不安定現象が発現する限界風速を車線，車両重量，路面状態ごとに求めた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，世界で多くの長大橋が建設され，海峡部における長大橋では横風の影響を受けやすいため，車両の走行安全性が風工学分野で重要な問題になっている．アメリカやイギリスでもある橋梁に対して，風速で一律で規制する日本よりは車種の規制などの細かな規制がなされているものの，日本と同様に規制基準が経験的に決められたものである．風工学分野では地面上の車両あるいは橋桁―車両まわりの流れ場を再現することで，車両に働く空気力だけに着目している．本研究では，乱流流入下での橋桁-車両まわりの流れ場を再現したことと，強風時の橋梁上の車両が不安定になる車両の動的な運動を考えた点に学術的な意義があると考えられる．
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