| 研究課題/領域番号 |
23H00207
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分23:建築学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
飯塚 悟 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (40356407)
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| 研究分担者 |
廣井 悠 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50456141)
吉岡 英樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90462564)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
49,010千円 (直接経費: 37,700千円、間接経費: 11,310千円)
2025年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 40,690千円 (直接経費: 31,300千円、間接経費: 9,390千円)
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| キーワード | 火災進展予測 / データ同化 / リアルタイム環境情報 / 計算流体力学 / 飛び火延焼 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
巨大地震発生時に危惧される大規模火災が起きてしまった場合に、飛び火も含めて確度の高い予測情報が得られるならば、真に効果的な消火活動、真に安全な避難誘導が可能となり、飛び火の警戒区域の絞り込みも可能となる。本研究では、それらを実現するための確度の高い予測情報を提供しうる「火災進展予測システム」を開発する。これは、ドローン撮影やサーモグラフィカメラ・風速計により現場のリアルタイム環境情報を計測し、それらの情報を火災シミュレーションモデルに「データ同化」しながら火災進展予測を行うシステムである。なお、本予測システムは、現場関係者との緊密な協力体制の下で開発を進めるものであり、確実な現場実装を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、火災発生時にドローン撮影や携帯可能なサーモグラフィカメラ・風速計により現場のリアルタイム環境情報を計測し、それらの情報を火災シミュレーションモデル（火災延焼メカニズムのより正確な再現が可能となる計算流体力学ベースのシミュレーションモデル）にデータ同化しながら火災進展予測を行うシステムの開発を目的としている。2024年度は、名古屋市消防局主導で実施した屋外火災燃焼実験におけるデータ同化用・検証用データ（環境情報）の取得・詳細な整備、2023年度に引き続き、データ同化手法としてナッジングを導入した場合の開発検討を中心に行った。
データ同化用・検証用データ（環境情報）の整備に関して、2024年度はサーモグラフィカメラを搭載したドローンによる広域データ取得、携帯可能なサーモグラフィカメラ、温度計、風速計による多地点データ取得を行った。さらに、火災燃焼に伴う煙流動、特に屋外煙流動に大きな影響を及ぼす外部風（流入風）性状を把握するために、3次元超音波風速計による計測も行った。以上の計測データの空間分布や時間分布を詳細に確認・検討し、データ同化に使用する環境情報の時空間分解能について検討した。
ナッジングを導入した場合の開発検討に関してはまず、シミュレーションの計算高速化についての検討を行った。火災建物の内部延焼の計算過程が全体の計算負荷増大に大きく寄与していたため、内部延焼の簡易モデルを作成して導入した。また、データ同化において、特に屋外煙流動の適切な再現において、（実際には計測が難しい）上空風のできる限り多くの情報が必要であることが示唆された。次年度（2025年度）でも実施を予定している屋外火災燃焼実験の際、上空風のデータ取得・整備が大きな課題となる。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
屋外火災燃焼実験は年1回の計画であるが、2024年度も無事に実施され、データ同化用・検証用のための環境情報計測も無事に完了し、データ同化して火災進展予測を行うシステムの開発検討を予定通りに行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
同化用・検証用データ（環境情報）を取得する屋外火災燃焼実験において、広域・多地点データ取得を今後も継続することに加えて、上空風のできる限り多くのデータ取得を目指したい。データ同化手法に関しては、ナッジングのみならず、高性能な4次元変分法やカルマンフィルタなどの導入も行っていく予定である。
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