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2014 年度 実績報告書

実験及び数値流体解析に基づく竜巻状旋回上昇流の制御方法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560583
研究機関徳島大学

研究代表者

野田 稔  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (30283972)

研究分担者 長尾 文明  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (40172506)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード竜巻状流れ / LES / 風災害 / 飛散物 / 漏斗雲 / 風速推定
研究実績の概要

本研究課題は,深刻な被害をもたらす竜巻への対策が急がれていることを鑑みて,竜巻における飛散物の飛行性状から竜巻状旋回上昇流の特性を読み取れる可能性を検討するために,1.飛散物が形成するデブリボールの形と竜巻状旋回上昇流の特性パラメータとの関係を明らかにすること,2,LESで生成された流れ場を用いて漏斗雲の再現を試み,竜巻状旋回上昇流の特性と漏斗雲の見え方について検討すること,を主なテーマとして取り組み,竜巻の強さを推定するための方法について検討した。本年度に得られた成果を以下に示す。
LESによって生成された1セル型,2セル型の竜巻状平均流れ場を使って,飛散物の飛行性状を検討したところ,竜巻状流れの最大接線風速と飛散物の質量,代表寸法によって定義される立川数の変化に応じて,飛散物の形成するデブリボールの形が大きく変化することを確認した。特に立川数が大きな飛散物の場合には,上昇し続ける一方で,立川数が小さくなってくると,竜巻中心から遠ざかりながら上昇・下降するデブリボールを形成する飛行性状を示し,立川数の減少に従ってデブリボールの規模は小さくなることが明らかとなった。また,立川数が大きい場合の飛散物の上昇運動の見え方によって1セル型,2セル型の区別ができる可能性が認められた。
一方で,LESで生成された竜巻状平均流れ場を使って,漏斗雲の再現を試みたところ,竜巻状流れの強さすなわち最大接線風速の増加に比例して,漏斗雲の長さが伸び,湿度の増加に応じて漏斗雲の形成高度が低下することが明らかとなった。その一方で,流れ場の気温は漏斗雲の形成にはあまり影響しないことも示すことができた。
これらの検討結果より,飛散物と漏斗雲によって可視化された竜巻の写真などから竜巻の強さや規模を推定することができる可能性があることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Experimental and Numerical Approaches to Tornado-like Flow2014

    • 著者名/発表者名
      Minoru Noda, Megumi Ninomiya, Kazehito Masai, Fumiaki Nagao
    • 雑誌名

      Proceedings of COMSAFE2014

      巻: 2 ページ: 42-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 漏斗雲と飛散物による竜巻の可視化に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      野田稔, 岡本力也, 山中大輔, 細谷顕史, 長尾文明
    • 雑誌名

      第23回風工学シンポジウム論文集

      巻: 23 ページ: 385-390

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 移動式トルネードシミュレータによる竜巻状流れ場の研究2014

    • 著者名/発表者名
      野田稔, 森一樹, 長尾文明
    • 雑誌名

      第23回風工学シンポジウム論文集

      巻: 23 ページ: 457-462

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Behavior of flying debris in tornado-like flow2014

    • 著者名/発表者名
      Minoru Noda, Kazuhito Masai, Megumi Ninomiya, Fumiaki Nagao
    • 雑誌名

      Proceedings of 6th International Symposium on Computational Wind Engineering

      巻: 6 ページ: 1-8

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 漏斗雲と飛散物による竜巻の可視化に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      野田稔, 岡本力也, 山中大輔, 細谷顕史, 長尾文明
    • 学会等名
      第23回風工学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都, 文京区)
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-05
  • [学会発表] 移動式トルネードシミュレータによる竜巻状流れ場の研究2014

    • 著者名/発表者名
      野田稔, 森一樹, 長尾文明
    • 学会等名
      第23回風工学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都, 文京区)
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-05
  • [学会発表] LESによるIOWA 型トルネードシミュレータの再現2014

    • 著者名/発表者名
      森一樹, 野田稔, 長尾文明
    • 学会等名
      土木学会第69回全国大会年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府, 吹田市)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
  • [学会発表] 漏斗雲と飛散物による竜巻の可視化に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      野田稔, 岡本力也, 山中大輔, 細谷顕史, 長尾文明
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2014
    • 発表場所
      東北大学(宮城県, 仙台市)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-16
  • [学会発表] Behavior of flying debris in tornado-like flow2014

    • 著者名/発表者名
      Minoru Noda, Kazuhito Masai, Megumi Ninomiya, Fumiaki Nagao
    • 学会等名
      6th International Symposium on Computational Wind Engineering
    • 発表場所
      ハンブルク大学(ドイツ, ハンブルク市)
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-12
  • [学会発表] LESによる移動式トルネードシミュレータの再現2014

    • 著者名/発表者名
      森一樹, 野田稔, 長尾文明
    • 学会等名
      平成26年度土木学会四国支部技術研究発表会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県, 徳島市)
    • 年月日
      2014-05-31 – 2014-05-31
  • [学会発表] Experimental and Numerical Approaches to Tornado-like Flow2014

    • 著者名/発表者名
      Minoru Noda, Megumi Ninomiya, Kazuhito Masai, Fumiaki Nagao
    • 学会等名
      COMPSAFE2014
    • 発表場所
      東北大学(宮城県, 仙台市)
    • 年月日
      2014-04-14 – 2014-04-15

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公開日: 2016-06-01  

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