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2020 年度 実績報告書

雪粒子の個別運動モデルと数値流体解析の連成による飛雪・積雪環境高精度予測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01592
研究機関東京工業大学

研究代表者

大風 翼  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (40709739)

研究分担者 大宮 哲  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (60718451)
新屋 啓文  新潟大学, 研究推進機構, 助教 (80794982)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード吹雪 / 境界層 / ラージ・エディ・シミュレーション / 野外観測 / 数値流体解析 / 質量フラックス / 降雪 / 地吹雪
研究実績の概要

北海道道東の雪原において、3次元超音波風速計とスノーパーティクルカウンター4台ずつを用い、風速及び雪粒子の質量フラックスの鉛直分布を計測した。平均風速の鉛直分布が概ね対数速度分布にしたがっていることを確認した後、降雪の平均質量フラックスの鉛直分布への影響について分析を行った。その結果、降雪時は、質量フラックスの鉛直分布が一定に近づくことを明らかにし、数値モデルの検証用データとするため、その統計的性状について、気象条件毎に取りまとめた。続いて、降雪の影響が少ない地吹雪の条件下で、質量フラックスの乱流による変動性状について、時系列データの分析を行った。稀に発生する雪面近傍の雪の大きな飛散には、低速流体塊が降下する現象が関わっている可能性が示された。また、質量フラックスの確率分布の分析を行い、稀に発生する低頻度の高密な吹雪の質量フラックスの各パーセンタイルは、平均質量フラックスの定数倍で表現できる可能性があることを示した。
続いて、前年度までに開発した飛雪の数値モデルを用いて、これまで実施した風洞実験や野外観測を対象に解析を行った。雪面上の風速や雪面の雪の飛散する条件を変更したパラメトリックスタディを実施し、雪粒子の飛散に伴う空気との運動量交換により、雪面近傍の風速低減が再現されることを確認し、解析で得た風速及び質量フラックスの鉛直分布の平均値が概ね実験や観測を再現できることを確認した。また、雪の質量フラックスの時系列データについて分析を行い、その確率分布が概ね野外観測を再現していることを確認し、雪面近傍の流れの乱流による非定常的な変動と飛雪粒子の空間分布との関係について、考察を行った。
以上の研究成果を取りまとめ、審査付論文への投稿を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Statistical analysis of low-occurrence strong wind speeds at the pedestrian level around a simplified building based on the Weibull distribution2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Wei、Okaze Tsubasa
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 209 ページ: 108644~108644

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2021.108644

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elucidations of vertical structures of blowing snow with snowfall2021

    • 著者名/発表者名
      MASUZAWA Satoka、OMIYA Satoshi、OKAZE Tsubasa、NIIYA Hirofumi
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society of Snow and Ice

      巻: 83 ページ: 259~273

    • DOI

      10.5331/seppyo.83.3_259

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-eddy simulation of flow around an isolated building: A step-by-step analysis of influencing factors on turbulent statistics2021

    • 著者名/発表者名
      Okaze Tsubasa、Kikumoto Hideki、Ono Hiroki、Imano Masashi、Ikegaya Naoki、Hasama Takamasa、Nakao Keisuke、Kishida Takeshi、Tabata Yuichi、Nakajima Keigo、Yoshie Ryuichiro、Tominaga Yoshihide
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 202 ページ: 108021~108021

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2021.108021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] UAV-SfM 写真測量によるフェンス周辺の吹きだまり観測2021

    • 著者名/発表者名
      新屋 啓文、大宮 哲、砂子 宗次朗、西村 浩一、大風 翼
    • 雑誌名

      雪氷研究大会講演要旨集

      巻: 2021 ページ: 2~2

    • DOI

      10.14851/jcsir.2021.0_2

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] WRFを用いた北海道弟子屈町周辺に発生する Gap wind 強化要因の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川島 理沙、池田 侑樹、大宮 哲、新屋 啓文、大風 翼
    • 雑誌名

      雪氷研究大会講演要旨集

      巻: 2021 ページ: 4~4

    • DOI

      10.14851/jcsir.2021.0_4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 降雪を伴う吹雪時における飛雪流量の最大瞬間値と平均値の関係2021

    • 著者名/発表者名
      池田 侑樹、川島 理沙、大宮 哲、新屋 啓文、西村 浩一、大風 翼
    • 雑誌名

      雪氷研究大会講演要旨集

      巻: 2021 ページ: 5~5

    • DOI

      10.14851/jcsir.2021.0_5

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 吹雪時における飛雪流量の瞬間的な増加と乱流構造に関する分析2021

    • 著者名/発表者名
      大風 翼、池田 侑樹、川島 理沙、大宮 哲、新屋 啓文、西村 浩一
    • 雑誌名

      雪氷研究大会講演要旨集

      巻: 2021 ページ: 6~6

    • DOI

      10.14851/jcsir.2021.0_6

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 吹雪の時空間構造の解明(その1):吹雪境界層を対象としたタワー観測の概要2021

    • 著者名/発表者名
      大風翼、池田侑樹、川島理沙、大宮哲、新屋啓文、西村浩一
    • 雑誌名

      2021年度日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      巻: D ページ: 2031-2032

  • [雑誌論文] 吹雪の時空間構造の解明(その2):飛雪流量の確率密度に基づく吹雪の時間変動に関する分析2021

    • 著者名/発表者名
      池田侑樹、川島理沙、大宮哲、新屋啓文、西村浩一、大風翼
    • 雑誌名

      2021年度日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      巻: D ページ: 2033-2034

  • [雑誌論文] WRF解析による北海道弟子屈町周辺の谷地形が風況場に及ぼす影響の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川島理沙、池田侑樹、大宮哲、新屋啓文、大風翼
    • 雑誌名

      2021年度日本建築学会大会(東海)学術講演梗概集

      巻: D ページ: 2051-2052

  • [学会発表] UAV-SfM 写真測量によるフェンス周辺の吹きだまり観測2021

    • 著者名/発表者名
      新屋 啓文、大宮 哲、砂子 宗次朗、西村 浩一、大風 翼
    • 学会等名
      雪氷研究大会2021(千葉-オンライン)
  • [学会発表] WRFを用いた北海道弟子屈町周辺に発生する Gap wind 強化要因の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川島 理沙、池田 侑樹、大宮 哲、新屋 啓文、大風 翼
    • 学会等名
      雪氷研究大会2021(千葉-オンライン)
  • [学会発表] 降雪を伴う吹雪時における飛雪流量の最大瞬間値と平均値の関係2021

    • 著者名/発表者名
      池田 侑樹、川島 理沙、大宮 哲、新屋 啓文、西村 浩一、大風 翼
    • 学会等名
      雪氷研究大会2021(千葉-オンライン)
  • [学会発表] 吹雪時における飛雪流量の瞬間的な増加と乱流構造に関する分析2021

    • 著者名/発表者名
      大風 翼、池田 侑樹、川島 理沙、大宮 哲、新屋 啓文、西村 浩一
    • 学会等名
      雪氷研究大会2021(千葉-オンライン)
  • [学会発表] 吹雪の時空間構造の解明(その1):吹雪境界層を対象としたタワー観測の概要2021

    • 著者名/発表者名
      大風翼、池田侑樹、川島理沙、大宮哲、新屋啓文、西村浩一
    • 学会等名
      2021年度日本建築学会大会(東海)
  • [学会発表] 吹雪の時空間構造の解明(その2):飛雪流量の確率密度に基づく吹雪の時間変動に関する分析2021

    • 著者名/発表者名
      池田侑樹、川島理沙、大宮哲、新屋啓文、西村浩一、大風翼
    • 学会等名
      2021年度日本建築学会大会(東海)
  • [学会発表] WRF解析による北海道弟子屈町周辺の谷地形が風況場に及ぼす影響の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川島理沙、池田侑樹、大宮哲、新屋啓文、大風翼
    • 学会等名
      2021年度日本建築学会大会(東海)

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公開日: 2022-12-28  

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