• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

構造物の燃焼解析と精緻な風況解析を連成した市街地火災解析法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K06541
研究機関日本大学

研究代表者

長谷部 寛  日本大学, 理工学部, 准教授 (60366565)

研究分担者 野村 卓史  日本大学, 理工学部, 特任教授 (50126281)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード風と火災の連成解析 / アイソジオメトリック解析 / ポータブルマルチファン風洞
研究実績の概要

2020年度は以下の3つの項目を進めた。
1つ目は,火災延焼実験の実施に向けたポータブルマルチファン風洞の改良である。2019年度までにバッテリー駆動するポータブル風洞を構築したが,使用材料の耐久性が弱く運搬時に破損が懸念されたことから,3Dプリンタを用いて樹脂製のフレームを製作した。3Dプリンタを用いることで形状の自由度が上がり,特に吹き出しのサイズを複数製作することで,風速の最大値を制御することも可能になった。
2つ目は,ソリッド要素を用いたアイソジオメトリック解析の精度向上である。市街地の風況をアイソジオメトリック解析で求める場合にはソリッド要素で空間を分割するが,高次ソリッド要素を用いた際に必要になる数値積分の積分点数は不明瞭であった。そのため,単純なはり部材であるが,ソリッド要素の次数,要素分割数をパラメータとして,正確な数値積分に必要な積分点数を明らかにした。
3つ目は,風と火災の連成解析における側方境界条件の改良である。火災との連成解析を行う際,特に無風時で気流温度が高温となる場合,周辺から熱源中心に向かう強い流れが生じる。解析領域の境界が熱源近くに設定されている場合,境界上で数値不安定性が生じ発散に至った。この要因は,境界上で流れの流速勾配が生じるにも関わらず,勾配ゼロとなる境界条件を与えていたためと考えられた。そこで,これまで用いていたトラクションフリー条件に改良を加え,流速勾配を許容する扱いを試みた。現状,実装が完了していない状況ではあるが,この境界条件が機能すれば,これまで発散していた高温の熱源によって生じる気流の解析が実現される。これは,火災旋風の解析につながる大きなステップとなる。
今後はポータブル風洞を活用した市街地モデルでの燃焼実験と,その検証解析を実施する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] ポータブルマルチファン風洞の試作2020

    • 著者名/発表者名
      長谷部寛, 高橋勇成, 菊池耶麻刀, 草野拓哉
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会概要集
  • [学会発表] NURBSソリッド要素を用いたはりのアイソジオメトリック解析2020

    • 著者名/発表者名
      唐澤奈央子, 箕輪瑠衣, 長谷部寛
    • 学会等名
      第25回計算工学講演会論文集
  • [学会発表] NURBSソリッド要素を用いた曲がりばりのアイソジオメトリック解析2020

    • 著者名/発表者名
      唐澤奈央子, 長谷部寛
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会概要集

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi