鉄道沿線の強風リスクと列車の横風対策における評価手法の開発と実測による検証

• 研究課題/領域番号: 23360194
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石原 孟 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20323511)
• 研究分担者: 山口 敦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (00376500)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2011年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 構造工学 / 地震工学 / 維持管理工学 / 風工学

研究概要

本研究では、まず鉄道沿線の建物と植物の影響を予測できる一般化キャノピーモデルを開発すると共に、風洞実験と現地観測により、その精度を明らかにした。次に、数値竜巻発生装置を開発し、竜巻に伴う強風特性を明らかにすると共に、竜巻の中心付近に瞬間風速が大きくなっていることを明らかにした。最後に、数値流体解析および現地観測データを利用した鉄道沿線における強風予測手法を提案し、複数地点における最大風速の記録と比較することにより、予測手法の精度を検証すると共に、徐行運転と防風フェンス等の横風対策の効果を定量的に評価した。

研究成果

• [雑誌論文] LES modeling of the effects of ground roughness and translation on tornado-like vortices (2013)
  • 著者名/発表者名: Z. Q. Liu and T. Ishihara
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of tornado-induced aerodynamic forces for a gable-roof building by using LES model (2013)
  • 著者名/発表者名: Z. Liu and T. Ishihara
  • 雑誌名: EACWE6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 風力発電設備動解析における三次元風速場の修正カルマンモデルの提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原孟, 福王翔
  • 雑誌名: 第35回風力エネルギー利用シンポジウム論文集 巻: Vol.35 ページ: 385-388
  • NAID: 130005407644
• [雑誌論文] LES modeling of the effects of ground roughness and translation on tornado-like vortices (2013)
  • 著者名/発表者名: Z. Q. Liu and T. Ishihara
  • 雑誌名: APCWE8 巻: APCWE8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of tornado-induced aerodynamic forces for a gable-roof building by using LES model (2013)
  • 著者名/発表者名: Z.Liu and T.Ishihara
  • 雑誌名: EACWE6 巻: EACWE6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 風力発電設備動解析における三次元風速場の修正カルマンモデルの提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石原孟，福王翔
  • 雑誌名: 第35回風力エネルギー利用シンポジウム論文集 巻: 35 ページ: 385-388
  • NAID: 130005407644
• [雑誌論文] 風観測と数値流体解析を利用した運転規制区間内の強風発生頻度の予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三須弥生, 石原孟
  • 雑誌名: 日本風工学会論文集 巻: Vol.37, No.1 ページ: 11-24
  • NAID: 10030438994
  • 査読あり
• [雑誌論文] LESモデルを用いた数値流体解析による竜巻状渦内の乱流場の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原孟, 長坂陽介, 劉震卿
  • 雑誌名: 第22回風工学シンポジウム論文集 巻: Vol.22 ページ: 1-6
  • NAID: 130004644461
  • 査読あり
• [雑誌論文] 走行速度を考慮した鉄道車両の空気力係数の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三須弥生, 石原孟
  • 雑誌名: 日本風工学会論文集 巻: Vol.37, No.3 ページ: 117-123
  • NAID: 10031126352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the swirl ratio on the turbulent flow fields of tornado-like vortices by using LES turbulent model (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. Liu and T. Ishihara
  • 雑誌名: BBAA7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of the swirl ratio on the turbulent flow fields of tornado-like vortices by using LES turbulent model (2012)
  • 著者名/発表者名: Z.Liu and T. Ishihara
  • 雑誌名: BBAA7 巻: BBAA7
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一般化キャノピーモデルの提案と都市域における風況予測への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榎木 康太、石原 孟
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1(構造・地震工学) 巻: Vol.68, No.1 ページ: 28-47
  • NAID: 130004961250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on flow fields of tornado-like vortices using the LES turbulence model (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ishihara, S.Oh, Y.Tokuyama
  • 雑誌名: J.of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 巻: Vol.99 ページ: 239-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] LESモデルを用いた数値流体解析による竜巻状渦内の変動風速の形成メカニズムの解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長坂 陽介，石原 孟
  • 雑誌名: 第66回土木学会年次学術講演会講演梗概集 巻: I-303 ページ: 605-606
• [雑誌論文] LESモデルを用いた数値流体解析による竜巻状渦内の三次元乱流場の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原孟，長坂陽介，劉震卿
  • 雑誌名: 日本風工学会誌 巻: Vol.36, No.2 ページ: 93-94
  • NAID: 10028288280
• [学会発表] モンテカルロシミュレーションとMCP法を用いた混合気候における極値風速の予測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原 孟, 山口 敦, 老川 進
  • 学会等名: 第33回風力エネルギー利用シンポジウム
  • 発表場所: 科学技術館サイエンスホール
  • 年月日: 2011-11-30
• [図書] 風を知り風と付き合う -耐風設計入門- (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原孟(共著)
  • 出版者: 社団法人 日本鋼構造協会