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2017 年度 実績報告書

風による飛来物の飛翔解析法の開発と衝撃力の評価

研究課題

研究課題/領域番号 15K14024
研究機関日本大学

研究代表者

野村 卓史  日本大学, 理工学部, 教授 (50126281)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード風災害 / 飛来物 / 衝撃力 / 構造流体連成解析 / 有限要素報 / 風洞実験 / 圧電型ロードセル / 3D プリンタ
研究実績の概要

強風災害の被害を拡大させる要因である飛来物の飛翔挙動および衝突時の衝撃力を評価するために,数値流体解析法の開発と解析法を検証するための風洞実験を実施した。
最終年度である平成29年度は,昨年度まで2年間にわたって推進してきた風洞実験法を改良することを目的として研究を進めた。具体的には,(E1) ロードセルで4点支持したアルミ板に試験体を落としたとき,試験体の落下位置の推定について昨年度まではアルミ板の中央線上の位置を推定することにとどまっていたところを,アルミ板全面の任意の落下位置を推定できるようにした。(E2) 気流内で試験体を支持する方法を改良し,放出時の試験体条件の安定度を向上させた。その上で,昨年度 3Dプリンタで製作した球形模型に加えて新たに中空立方体模型を3Dプリンタで製作し,これらの模型を風洞内で風によって飛ばし,アルミ板の上に落下させる実験を行い,衝撃力の測定,高速度ビデオカメラによる飛翔挙動の撮影を行った。前述した風洞実験方法の改良の効果が確認でき,基本的物体の気流内での飛翔挙動と地表面に落下衝突したときの衝撃力についてユニークなデータを獲得することに成功した。
数値流体解析法の開発に関して,これまで推進してきた解析方法について次の2項目の改良を行った。(N1) 気流内を飛翔する飛来物と周辺気流の移動メッシュによる連成解析法について解析法の一部の修正を行い,長距離を飛翔する状況を実現した。(N2) 地表面落下衝突時の解析過程を改良し,これまで水平面に対する衝突だけしか扱えなかったものを,任意に傾斜した面に対する衝突も扱えるようにした

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (4件)

  • [学会発表] Experimental study on the impact forces of wind-blown spheres2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nomura, H. Hasebe, T. Iizumi and S. Kitoh
    • 学会等名
      International Workshp on Wind-Related Disasters
    • 国際学会
  • [学会発表] Wind tunnel experiment to measure impact forces of wind-blown spheres colliding at the ground2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nomura, H. Hasebe, T. Iizumi, S. Kitoh, R. Miyazaki and R. Ogawa
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific Conference on Wind Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] 空気中の物体の飛翔過程の解析2017

    • 著者名/発表者名
      大野卓実,野村卓史
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会,I-562
  • [学会発表] 風で飛翔する球による衝撃力の測定2017

    • 著者名/発表者名
      野村卓史,長谷部寛,飯泉拓也,木東将太,小川ルイ子,宮崎椋子
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会, I-561
  • [学会発表] ドローンの飛翔モデルに関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      野村 卓史,小林俊熙
    • 学会等名
      日本風工学会平成29年度年次研究発表会
  • [学会発表] ALE finite element simulation of impact force from a sphere dropped in air2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nomura
    • 学会等名
      FEF 2017 : 19th Finite Elements in Flow Problems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 風の中で飛翔するドローンの飛翔モデル2017

    • 著者名/発表者名
      野村卓史,小林俊熙
    • 学会等名
      第59回風に関するシンポジウム
  • [学会発表] 3次元膜状物体の作成と運動解析2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤良平,野村卓史,長谷部寛
    • 学会等名
      土木学会関東支部第44回技術研究発表会, I-55
  • [図書] 気候変動の事典:激化する突風・竜巻2017

    • 著者名/発表者名
      野村卓史(分担)
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-16129-8
  • [図書] 第3版有限要素法による流れのシミュレーション:第6章乱流解析2017

    • 著者名/発表者名
      野村卓史,加藤千幸
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30183-8
  • [図書] 第3版有限要素法による流れのシミュレーション:第7章アイソジオメトリック解析概論2017

    • 著者名/発表者名
      長谷部寛,野村卓史(共訳)
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30183-8
  • [図書] 第3版有限要素法による流れのシミュレーション:第8章乱流の変分マルチスケール理論2017

    • 著者名/発表者名
      野村卓史(訳)
    • 総ページ数
      38
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30183-8

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公開日: 2018-12-17  

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