| 研究課題/領域番号 |
20K14869
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
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研究代表者 |
河合 英徳 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (00735376)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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 | 極端気象 / 数値流体解析 / ピーク風速 / 気象モデル / 耐風設計 / 不確定性の定量化 / LES / 乱流 / 都市境界層 / 乱流構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大都市部での強風災害が頻発する中で，不均一な都市キャノピー内外の乱流場が建築物の躯体や外装材の風荷重に及ぼす影響の推定は課題である。本課題では市街地の広域数値流体解析によって得られた乱流構造の特徴に着目しながら極端気象下での都市キャノピー内外のピーク風速の発生要因を明らかにするとともに、不確定性の定量化手法（Uncertainty Quantification：UQ）により都市キャノピー内外の風速分布の不確定性を考慮した建築物の風圧力分布のばらつきの評価を行う。
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| 研究成果の概要 |
気象モデルによって得られた気象場に基づき,市街地の広域数値流体解析を実施し，都市キャノピー内外のピーク風速と建築物の風圧力推定のための流入条件を整備し，そのばらつきを明らかにした。さらに粗度の不均一性が異なる複数のブロック群のケースを対象としたピーク風速の推定を実施し，都市キャノピー内外の乱流構造の特徴に着目しながら都市キャノピー内外のピーク風速の発生要因を明らかにするとともに，複数の流入条件に基づく三次元角柱解析から流入条件の不確定性が三次元角柱の風圧力分布に及ぼす影響を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本課題では「空間フィルタリング・リスケーリング手法」により気象モデルと工学LESモデルの接続を試みることにより，それぞれの分野で示された乱流構造の横断的な理解を試みると同時にピーク風速と乱流構造の特徴の関係を示したといえる。また，本研究で得られた風圧力のばらつきについては，多項式カオス展開などの不確定性定量化（UQ）手法を適用することで外装材の風圧力のばらつきの要因を明らかにし，将来的には設計値の理論的・客観的な根拠を示す資料として提示されることが期待される。
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